Čo je to bionika? – Prírodné riešenia pre vývoj produktov
Rozvoj inovácií hrá v dobách neustále rastúceho konkurenčného tlaku stále dôležitejšiu úlohu. Podľa Asociácie nemeckých inžinierov VDI a Bionics Competence Network e.V BIOKON však používanie bioniky môže v budúcnosti rozhodujúcim spôsobom zvýšiť konkurencieschopnosť používateľov. Tento interdisciplinárny výskum má potenciál vybudovať a udržateľne posilniť spoločnosti a značky v rôznych priemyselných odvetviach. Čo je to bionika? Ide o vednú disciplínu, ktorá sa zaoberá prenosom funkcií a vlastností z prírody do technického sveta ľudí. Učenie sa z prírody je v centre vývoja produktu. Takýmto spôsobom vznikajú inovatívne produkty, ktoré sa vyznačujú vysokou pridanou hodnotou a efektívnosťou využívania zdrojov.
Bionika ako princíp vývoja produktu
Na pochopenie biologických štruktúr, materiálov, funkčných princípov a ich implementácie v technológiách je potrebné know-how z niekoľkých vedných odborov. Bionika je obzvlášť vhodná predmetová oblasť, ktorá má v mladých ľuďoch vzbudiť nadšenie pre prírodné vedy a techniku a motivovať ich k vhodnému štúdiu. Táto infografika napríklad ukazuje poradie najlepších univerzít a vysokých škôl v Nemecku v oblasti vývoja produktov. Najlepšie univerzity a technické vysoké školy, ktoré sú tam uvedené, už stále viac integrujú bioniku do svojich vzdelávacích ponúk.
Bionika ako interdisciplinárna veda
Aj po ukončení štúdia ponúkajú rôzne workshopy a semináre vedcom, inžinierom, vývojárom produktov, architektom a dizajnérom pohľad do sveta bioniky a poskytujú návrhy na vlastnú výskumnú prax..
Bionická klasika – bežná koža
Na optimalizáciu produktov a výrobných procesov sa hľadajú biologické modely, ktorých vlastnosti je možné implementovať do technických aplikácií. Úspešnými príkladmi bioniky sú suchý zips, gecko páska a prísavky. Známym príkladom, ktorý sa v súvislosti s bionikou znova a znova spomína, je lotosový efekt. Povrch lotosového kvetu je málo znečistený a tento efekt súvisí s povrchovou štruktúrou. Prenesením tejto vlastnosti do technológie je teraz možné vytvárať povrchy, ktoré je možné čistiť navlhčením vodou. Štruktúra pokožky pružiniek je tiež dobrým modelom pre povrchy odpudzujúce kvapaliny.
Ďalším príkladom bioniky je žraločia koža. Váhy rýchloplávajúcich žralokov sú postavené tak, že výrazne znižujú odpor. Na základe týchto pozorovaní sú určené plavky pre vrcholových športovcov, inovatívne náterové systémy pre lietadlá a veterné turbíny a novo vyvinutá silikónová vrstva, čo znižuje podmorskú vegetáciu lodí takmer o 70 percent.
Ďalšími skvelými príkladmi inovácií a konceptov bioniky sú:
- Boxfish – slúžil ako model pre budúci koncept rodinného automobilu od Mercedesu
- Povrch šupín piesočnatých rýb – Seina Koža vyzerá leštená a má vlastnosti znižujúce trenie.
- Delfínie hodinky – slúžili ako model pre hruškovitý úchyt luku na lodiach. Týmto spôsobom sú možné vysoké rýchlosti s malým výdajom energie.
- Tvar tela tučniaka je technickým modelom pre podvodné vozidlá
- Eisatz tiež nachádza bioniku v ľahkej konštrukcii. Rastové správanie biologických energetických nosičov, ako sú kosti alebo kmene stromov, inšpiruje inžinierov k vývoju komponentov, ktoré sú udržateľnejšie stabilnejšie, a preto odolnejšie.
Gecko noha ako biologický model
Vývoj produktu založený na príklade prírody vytvára nielen zlepšenie funkcie a pevnosti, ale aj vysokú úroveň materiálovej účinnosti. S materiálovou bionikou je možné dosiahnuť kombinácie vlastností, ktoré neboli pri predchádzajúcich materiáloch možné: kombinácia extrémnej medznej pevnosti a zároveň lomovej húževnatosti u perlete, v zuboch a kostiach alebo kombinácia extrémnej pevnosti v ťahu a pružnosť v pavúčom hodvábe. Takéto materiály sú zaujímavé nielen svojou výkonnosťou, ale aj biologickou odbúrateľnosťou. Preto je určite užitočné sledovať vývoj bioniky v oblasti vývoja produktov s ohľadom na potenciál environmentálnej pomoci, ktorý možno očakávať.
Vďaka bionike sú možné fascinujúce kombinácie vlastností
Bionika fascinuje mladých i starších vďaka vynaliezavosti biologických modelov. Príroda má veľký potenciál pre inovatívne riešenia, ktoré však v priemysle nie sú vyčerpané. V budúcnosti experti očakávajú porovnateľnú podporu inovácií prostredníctvom ďalších inovácií v bionike v rôznych oblastiach: Odvetvia ako automobilový priemysel, spotrebný tovar, stavebné a poľnohospodárske stroje, ako aj budúce trhy, ako sú obnoviteľné zdroje energie a zdravotnícka technológia, z toho môžu veľa ťažiť. Mnoho bionických produktov je spojených s významnými úsporami materiálu, úsporou paliva, dlhou životnosťou a používaním netoxických materiálov, čo všetko vedie k šetreniu zdrojov a úsporám nákladov. Vývoj ako inteligentné, najmä adaptívne povrchy, nátery, materiály a štruktúry, napríklad projekty na vývoj adaptívnych veterných turbín a fasád, by bol v budúcnosti nepochybne obrovský.
v budúcnosti sa očakávajú ďalšie inovácie v bionike
