Bionik: Lernen von Gottes Ideen | Weitere Sprachen
Bionik: Lernen von Gottes Ideen
Schon unsere alltägliche Erfahrung lehrt, dass jede Idee einen Ideengeber benötigt. Die Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein erdacht, der Dieselmotor von Rudolf Diesel und die Bachkantaten von Johann Sebastian Bach. Wer aber ist der Erfinder aller biologischen Konzepte? Wer meint, die ziellose Evolution sei die Ursache, ist schlecht beraten, denn Information, die Basis allen Lebens, kann nach den Naturgesetzen der Information nicht von alleine in der Materie entstehen. Durch diese Naturgesetze kann auch der Nachweis erbracht werden, dass nicht nur eine hohe Intelligenzquelle vonnöten ist, sondern eine mit unendlicher Intelligenz. So bleibt nur ein Gott als Informations- und Ideenquelle übrig. Der Begriff Bionik setzt sich zusammen aus Biologie und Technik und beschreibt das kreative Umsetzen von Ideen aus der Biologie in die Technik. Bionik als Wissenschaftsdisziplin befasst sich mit der technischen Umsetzung von Konstruktionen und Prinzipien biologischer Systeme. Was ist Bionik? Der Begriff Bionik setzt sich zusammen aus Biologie und Technik und beschreibt das kreative Umsetzen von Ideen aus der Biologie in die Technik. Einer der Begründer der Bionik ist der deutsche Zoologe Professor Werner Nachtigall (* 1934). Er definierte den Begriff wie folgt: „Bionik als Wissenschaftsdisziplin befasst sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme.“ Als historischer Vordenker der Bionik wird der italienische Erfinder Leonardo da Vinci (1452-1519) angesehen. In seiner Schrift von 1505 „Über den Vogelflug“ analysierte er den Vogelflug und versuchte diese Erkenntnisse auf Flugmaschinen zu übertragen. Das erste deutsche Patent im Bereich Bionik wurde 1920 an den österreichisch-ungarischen Botaniker und Mikrobiologen Raoul Heinrich Francé (1874-1943) erteilt, der einen neuen Salzstreuer nach dem Vorbild einer Mohnkapsel entwarf. Dies war ein Durchbruch in der Bionik-Geschichte, denn für die Vergabe eines Patents ist die Neuheit der Erfindung ausschlaggebend. Da aber die Natur bereits diese Erfindung hervorgebracht hatte, hätte dies zu einer Ablehnung der Patentgenehmigung führen können. Francé erhielt jedoch das Patent, und seitdem gelten bionische Erfindungen als patentwürdig. Dadurch wird das wirtschaftliche Interesse an Bionik gefördert. Biologische Vorbilder für technische Lösungen Der Schweizer Ingenieur Georges de Mestral (1907-1990) entwickelte nach dem Vorbild der Kletten den inzwischen weithin verbreiteten Klettverschluss. Dieses einfache Verbindungselement ist heute von Schuhen, Kleidungsstücken, Blutdruck-Messmanschetten, Babywindeln, Rucksäcken und Taschen nicht mehr wegzudenken. Schnell schwimmende Haie verfügen über eine besondere Konstruktion der Hautoberfläche mit kleinen, dicht aneinander liegenden Schuppen. Diese sind mit scharfkantigen mikroskopisch kleinen Rillen versehen, die parallel zur Strömung ausgerichtet sind. Sie bewirken eine deutliche Verminderung des Strömungswiderstandes – dieser physikalische Effekt gilt unabhängig vom Medium bei allen turbulenten Strömungen, also auch bei Luft. Nach diesem biologischen Vorbild werden Flugzeuge mit einer bestimmten Folie (Riblet-Folie) beklebt, um den Luftwiderstand und damit auch den Treibstoffverbrauch zu senken. Die indische Lotusblume wächst in schlammigen Gewässern. Schmutz, der auf die Blätter gelangt, bleibt nicht haften. Schon mit geringsten Wassermengen wird er abgespült. Diese Art der Selbstreinigung nennt man „Lotus-Effekt“. Wie ist so etwas möglich? Auf der Blattoberfläche befinden sich 10 bis 20 µm (1 µm = 0,001 mm) hohe 10 bis 15 µm voneinander entfernte Noppen aus Pflanzenwachs, die verhindern, dass Schmutzpartikel und Wasser mit der eigentlichen Blattoberfläche in Berührung kommen. Der Entdecker dieses Lotus-Effektes, der deutsche Botaniker Prof. Wilhelm Barthlott (* 1946), versuchte diese natürliche Selbstreinigung auf technische Oberflächen zu übertragen. Die selbstreinigende Fassadenfarbe ist z.B. eine erfolgreiche Übertragung. Bezüglich der geometrischen Anordnung von Samen finden wir in der Pflanzenwelt wahre Raumwunder vor. Bei der Sonnenblume liegt jeder Kern auf dem Korb im Schnittpunkt einer links- und rechtsdrehenden Spirale. Deren Zahl ist nie eine andere als benachbarte Zahlen der mathematischen Fibonaccireihe. Dieses ausgeklügelte Prinzip wird auch bei den winzigen Einzelblüten eines Gänseblümchens angewandt. Man kann durch Computersimulationen nachweisen, dass Samen auf einer Kreisfläche sich nicht dichter unterbringen lassen. Dabei ist noch besonders beachtenswert, dass während der gesamten Wachstumsphase die Fläche stets vollständig genutzt wird. Zu keinem Zeitpunkt entstehen irgendwelche Leerstellen. Wer gab dem Samenkorn jene Information, die alle Bauanweisungen enthält? Krebse brauchen lichtstarke Weitwinkelaugen. Sie bestehen aus zusammengesetzten Facetten, bei denen die Lichtstrahlen von Spiegelschichten zwischen den Einzelaugen zweimal reflektiert werden und erst dann auf die Sinneszellen gelangen. Durch diese ausgeklügelte Konstruktion wird dreierlei erreicht: Das Auge ist äußerst lichtstark, es kann zudem einen außerordentlich großen Bereich übersehen und erzeugt ein sehr scharfes Bild. Astronomen haben dieses trickreiche Prinzip des Krebsauges genau studiert und danach eine Weitwinkelkamera konstruiert, die sogar auf das sehr kurzwellige Röntgenlicht (10 nm) gerichtet werden kann. Das Eisbärfell weist eine geniale Isolationstechnik auf. In der Mitte des Eisbärhaares liegt ein feiner, glänzender, zylindrischer Hohlraum. Wenn Licht- oder auch Wärmestrahlen eindringen, können diese nicht mehr entweichen. Sie werden hin und her gespiegelt und gelangen somit zur Haarbasis, der Haut des Eisbären. Da die Haut schwarz ist, absorbiert sie die Wärmestrahlen besonders effektiv und heizt sich dadurch auf. Der Eisbär ist also gegen die arktische Kälte durch eine spezielle Klimaanlage geschützt, die sich in jedem einzelnen Haar des weißen Felles befindet. Textilforscher und Maschinenbauer haben sich vom Solarkollektor des Eisbären die solarthermische Energiegewinnung abgeschaut. Termitenhügel können bis zu sieben Meter Höhe erreichen und beherbergen Zehntausende bis einige Millionen Individuen. Für Nahrungszwecke legen die Termiten im Keller Pilzgärten an, die durch ihren Stoffwechsel auch Wärme produzieren. In der Nacht steigt diese warme Luft im mittleren Teil des Hügels auf. Durch das verzweigte Röhrensystem an der Außenwand wird bei der nächtlichen Kälte die Luft abgekühlt und strömt darum nach unten in den Keller. Dort wärmt sie sich wieder auf und steigt nun erneut nach oben – das ergibt ein Kreislaufsystem. Am Tage erwärmt die Sonne die Außenwand, und die Luft durchströmt nun den Stock in umgekehrter Richtung. Das genial konzipierte Klimatisierungssystem wird mal durch Stoffwechselwärme und ein andermal durch Sonnenwärme angetrieben. Umfangreiche Computerprogramme wären vonnöten, um das notwendige weitverzweigte Röhrensystem nach aerodynamischen Gesetzen zu berechnen und die bestmögliche Konstruktion zu entwerfen. Wer gab einem Termitenvolk von mehreren Millionen Individuen den Plan, physikalisch korrekt zu bauen? Woher weiß jede einzelne Termite, wo Material anzufügen ist, und wie funktioniert die Kommunikation untereinander? Beim Bau herrscht Vollbeschäftigung, jede Termite weiß, was zu tun ist, und keine steht arbeitslos herum. Fehlkonstruktionen und Pfusch am Bau sind unbekannt. Die Riesenseerose gibt es in zwei Arten: Victoria amazonica und Victoria cruziana. Beide kommen in warmen Gegenden Südamerikas vor. Kennzeichnend ist das bis zu drei Meter große kreisrunde Schwimmblatt mit hochgewölbtem Rand, das großen Vögeln Platz zum Ausruhen bietet. Auch zwei kleine Kinder könnte es problemlos tragen. Worauf beruht diese besondere Tragfähigkeit? Auf der Unterseite sieht man ein raffiniertes System aus Spanten und Verstärkerleisten. Die einen gehen vom Mittelpunkt aus radial nach außen, andere laufen kreisförmig herum. Kein Material wird verschwendet. Nur dort, wo nach den Gesetzen der Statik und Festigkeitslehre eine Versteifung nötig ist, findet man sie auch. Die riesigen Blätter sind perfekte Leichtbaukonstruktionen, die bei großer Materialersparnis eine maximale Tragfähigkeit erreichen. Wer hat die Konstruktion berechnet? Wer ist ihr Erfinder? Wer hat die Maße festgelegt? Noch etwas ist bemerkenswert: Die Blüten der Victoria öffnen sich mit Einbruch der Dämmerung, sie sind weiß und locken Käfer an, die sie zur Bestäubung in einer Luftkammer einfangen. Am nächsten Tag schließen sich die Blüten. Die Käfer werden dabei mit unter Wasser gezogen. In der zweiten Nacht öffnen sie sich noch einmal, sie sind diesmal rosa gefärbt und entlassen ihre Bestäuber. Im 19. Jahrhundert war das Schwimmblatt der Viktoria das biologische Vorbild für technische Leichtbaukonstruktionen. Ein bekanntes Beispiel ist der Crystal Palace (Kristallpalast), der von dem britischen Architekten Joseph Paxton (1803-1865) eigens für die erste Weltausstellung 1851 in London entworfen wurde. Diese riesige Ausstellungshalle hatte eine Grundfläche von 70 000 Quadratmetern (= viermal Petersdom), in der 3500 Tonnen Gusseisen und 400 000 Glasplatten von 2000 Arbeitern verbaut wurden. Die Schalen mancher Früchte inspirieren Ingenieure und Werkstoffkundler zu technischen Lösungen. Eine der schwersten Zitrusfrüchte ist die Pomelo, die bis zu zwei Kilogramm wiegen kann. Sie wird umhüllt von einer weichen, schaumartig aufgebauten Schale. Die Frucht ist so gut gepolstert, dass sie einen Aufprall aus zehn Metern Höhe auf eine Betonplatte unbeschadet übersteht. Die Bewegungsenergie beim Aufprall wird zu 90 Prozent von der zwei bis drei Zentimeter dicken Fruchtschale aufgenommen. Diese Idee setzten Forscher der Technischen Hochschule Aachen um, indem sie einen Crashschutz aus Metallschaum herstellten. Anfang des 19. Jahrhunderts orientierte sich der britische Ingenieur George Cayley (1773-1857) bei der Konstruktion der ersten funktionierenden Fallschirme an den Flugsamen heimischer Pflanzen. 1852 baute er das erste Gleitflugzeug der Welt, das ohne Pilot getestet wurde. Der deutsche Luftfahrtpionier Otto Lilienthal (1818-1896) studierte eingehend den Vogelflug und erkannte Anfang des 20. Jahrhunderts als Erster die Bedeutung der Flügelwölbung für den Auftrieb. Gewölbte Tragflächen haben im Vergleich zu ebenen Flächen zwar einen geringfügig höheren Luftwiderstand in horizontaler Richtung, jedoch ein Vielfaches an vertikalem Auftrieb. 1889 veröffentlichte er sein Buch „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“, das als die wichtigste flugtechnische Veröffentlichung des 19.Jahrhunderts gilt. Über 10 000 Vogelarten sind den Ornithologen heutzutage bekannt, von denen die meisten flugfähig sind. Vielerlei Flugarten (z.B. Gleitflug, Schlagflug, Rüttelflug) wurden ausgeführt. Wer gab jedem Vogel die für seine Zwecke passende Konstruktion mit den unterschiedlichsten Federarten? Wer installierte das unvorstellbar komplexe Flugprogramm im Gehirn des Vogels, um auch bei schwierigen Manövern jede Flügelstellung dem Gehirn zu melden und dann auch im Nu darauf zu reagieren und den Muskeln die notwendigen Befehle zu erteilen? Alle Systeme und Programme müssen fertig sein, um zu funktionieren. Grenzen der Bionik Wir haben eine kleine Auswahl von Konzeptionen aus der Biologie kennengelernt, die als perfekte Lösungen anzusehen sind. Kaum etwas lässt sich direkt kopieren. Vom biologischen Phänomen bis zur technischen Umsetzung ist es meistens noch ein weiter Weg. Nach meiner Sicht der Dinge als Ingenieur und Informatiker können hauptsächlich solche Phänomene umgesetzt werden, die wir in den Ingenieurwissenschaften – und dort im Wesentlichen der Mechanik – zuordnen: Geniale Leichtbauweisen (das verwendete Material wird sehr sparsam eingesetzt – Schwimmblatt der Viktoria, Vogelfeder, Samenanordnungen bei Pflanzen, Spinnennetze) Besondere Werkstoffe (Spinnseide mit höherer Reißfestigkeit als Stahl) Formoptimierungen (die Strukturen werden so leicht wie möglich und so fest wie nötig gestaltet – Astverzweigungen bei Bäumen, Roggenhalme, Knochen, Zähne, Krallen) Sonderkonstruktionen für spezielle Bewegungen (Libellen, Kolibris, Rochen) Geniale Ausnutzung der physikalischen Gesetze (sich schnell bewegende Tiere haben eine Körperform mit geringem Strömungswiderstand – Delphine, Haie) Antriebsprinzipien (Rückstoßprinzip bei Quallen und Tintenfischen, Propellerprinzip beim Schlagflug der Vögel) Präzise kalkulierte Klimasysteme (Termitenbauten) Optimale Energienutzung (Flug der Zugvögel, Eisbärfell) Miniaturisierung (bisher ist keine höhere Informationsdichte bekannt als die im DNS-Molekül) Sensortechnik. Alle Mechanismen der oben genannten Art sind genial umgesetzt. Es gibt darüber hinaus eine unvorstellbare Vielfalt lebender Systeme auf der Erde. Der deutsche Biologe Professor Gerhard Zotz (* 1960) schätzt die Biodiversität auf unserem Planeten auf etwa 100 Millionen Arten, von denen bisher nur 8,7 Millionen entdeckt sind. Daran vermögen wir zu ermessen, wie atemberaubend die Anzahl hochgenialer Ideen ist, die in den lebenden Systemen verwirklicht ist. Bei allen lebenden Systemen gibt es Konzepte, die weit über alles Ingenieurmäßige hinausgehen. Es sind jene Erfindungen, die uns ehrfürchtig erkennen lassen, dass sie technisch nicht nachzubauen sind. Worum geht es dabei? 1. Allen lebenden Systemen ist gemeinsam, dass sie aus einem vorhandenen lebenden System hervorgegangen sind. Es ist das Konzept Vermehrung. Technisch ausgedrückt bedeutet das, dass aus einem Hammer ein neuer Hammer hervorgeht, aus einem Benzinmotor ein neuer Benzinmotor und aus einem Computer wiederum ein neuer Computer. 2. Weiterhin ist allen lebenden Systemen gemeinsam, dass ihre komplexe Bauanweisung auf engstem Raum als Information gespeichert ist und nach Initiation (Befruchtung, Zellteilung) ein dynamischer Wachstumsprozess in Gang gesetzt wird, der alle Details (Organe, Sensorsysteme) herstellt und auch tausende von Abläufen minutiös steuert. Woher kommen alle diese Ideen? Schon unsere alltägliche Erfahrung lehrt, dass jede Idee einen Ideengeber benötigt. Die Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein erdacht, der Dieselmotor von Rudolf Diesel und die Bachkantaten von Johann Sebastian Bach. Wer aber ist der Erfinder aller biologischen Konzepte? Wer meint, die ziellose Evolution sei die Ursache, ist schlecht beraten, denn Information, die Basis allen Lebens, kann nach den Naturgesetzen der Information nicht von alleine in der Materie entstehen. Durch diese Naturgesetze kann auch der Nachweis erbracht werden, dass nicht nur eine hohe Intelligenzquelle vonnöten ist, sondern eine mit unendlicher Intelligenz. So bleibt nur ein Gott als Informations- und Ideenquelle übrig. Die Menschen verehren viele Götter, aber welcher ist der wahre Gott? Nur ein einziger Gott hat uns hier auf der Erde besucht, und das ist der Gott der Bibel1. In Gestalt seines Sohnes Jesus Christus kam er auf diese Erde. Und „durch ihn hat er auch die Welt gemacht“ (Hebräer 1,2b, Die Bibel). Im Kolosserbrief (1,16) wird der Schöpfungsumfang Jesu noch weitergezogen: „Denn in ihm (= Jesus Christus) ist alles geschaffen, was im Himmel und auf Erden ist, das Sichtbare und das Unsichtbare … es ist alles durch ihn und zu ihm geschaffen.“ Er erfüllt auch das oben geforderte Kriterium der unendlichen Intelligenz (Allwissenheit; Johannes 16,30, Die Bibel). Damit sind wir zur Quelle aller Ideen in den Lebewesen vorgedrungen. Geradezu unfassbar ist in dem Zusammenhang die Tatsache, dass Jesus, unser aller Schöpfer, an einem Kreuz sterben musste. Das war der Preis für unsere Verfehlungen, der aber notwendig wurde, damit wir eine ewige Zukunft in seinem Himmelreich erhalten können und nicht in Verlorenheit enden. Vielleicht sind gerade diese letzten Gedanken für Sie neu, und Sie stellen sich die Frage: Ist dieser Himmel auch etwas für mich? Ja, unbedingt! Jesus sagt in Matthäus 9,13: „Ich bin gekommen, die Sünder zu rufen!“ Damit spricht er die Einladung zum Himmelreich insbesondere an jene aus, die bisher ohne ihn gelebt haben. Nehmen Sie zu Ihrem Urheber durch ein Gebet Kontakt auf. Ein solches Gebet könnte in etwa so lauten: „Herr Jesus Christus, ich bin bewegt von dem, was ich heute gelesen habe. Wenn Du alle Dinge geschaffen hast, dann bist Du auch mein Schöpfer. Ich möchte Dich kennenlernen. Um mehr von Dir zu erfahren, werde ich beginnen, Dein Wort – die Bibel – zu lesen. Ich will auch zu den Deinen gehören, denen Du das ewige Leben zugesagt hast. Amen! Dir. und Prof. a.D. Dr.-Ing. Werner Gitt
10 Seiten, Best.-Nr.: 136-0
Polnisch: Bionik - Lernen von Gottes Ideen
Schon unsere alltägliche Erfahrung lehrt, dass jede Idee einen Ideengeber benötigt. Die Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein erdacht, der Dieselmotor von Rudolf Diesel und die Bachkantaten von Johann Sebastian Bach. Wer aber ist der Erfinder aller biologischen Konzepte? Wer meint, die ziellose Evolution sei die Ursache, ist schlecht beraten, denn Information, die Basis allen Lebens, kann nach den Naturgesetzen der Information nicht von alleine in der Materie entstehen. Durch diese Naturgesetze kann auch der Nachweis erbracht werden, dass nicht nur eine hohe Intelligenzquelle vonnöten ist, sondern eine mit unendlicher Intelligenz. So bleibt nur ein Gott als Informations- und Ideenquelle übrig. Der Begriff Bionik setzt sich zusammen aus Biologie und Technik und beschreibt das kreative Umsetzen von Ideen aus der Biologie in die Technik. Bionik als Wissenschaftsdisziplin befasst sich mit der technischen Umsetzung von Konstruktionen und Prinzipien biologischer Systeme.
10 Seiten, Best.-Nr.: 136-20
Tschechisch: Bionik - Lernen von Gottes Ideen
Schon unsere alltägliche Erfahrung lehrt, dass jede Idee einen Ideengeber benötigt. Die Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein erdacht, der Dieselmotor von Rudolf Diesel und die Bachkantaten von Johann Sebastian Bach. Wer aber ist der Erfinder aller biologischen Konzepte? Wer meint, die ziellose Evolution sei die Ursache, ist schlecht beraten, denn Information, die Basis allen Lebens, kann nach den Naturgesetzen der Information nicht von alleine in der Materie entstehen. Durch diese Naturgesetze kann auch der Nachweis erbracht werden, dass nicht nur eine hohe Intelligenzquelle vonnöten ist, sondern eine mit unendlicher Intelligenz. So bleibt nur ein Gott als Informations- und Ideenquelle übrig. Der Begriff Bionik setzt sich zusammen aus Biologie und Technik und beschreibt das kreative Umsetzen von Ideen aus der Biologie in die Technik. Bionik als Wissenschaftsdisziplin befasst sich mit der technischen Umsetzung von Konstruktionen und Prinzipien biologischer Systeme. Co je to bionika? Pojem bionika se skládá ze slov biologie a technika a popisuje tvůrčí využití podnětů z biologie a techniky. Jedním ze zakladatelů bioniky je německý profesor zoologie Werner Nachtigall (* 1934). Ten tento pojem definuje následovně: „Bionika se jako vědecká disciplína systematicky zabývá technickým nasazením a využitím konstrukcí, postupů a vývojových principů biologických systémů.“ Za historického předchůdce bioniky je považován italský vynálezce Leonardo da Vinci (1452-1519).Ve svém spise „O ptačím letu“ z roku 1505 analyzoval ptačí let a pokusil se tyto poznatky přenést na létající stroje. První německý patent z oblasti bioniky získal roku 1920 rakousko-uherský botanik a mikrobiolog Raoul Heinrich Francé (1874-1943), který navrhl novou slánku podle vzoru makové tobolky. To byl průlom v dějinách bioniky, neboť pro udělení patentu je rozhodující novost vynálezu. A protože příroda už tento vynález předvedla, mohlo by to vést k odmítnutí patentové přihlášky. Francé ale patent získal, a od té doby jsou bionické vynálezy považovány za patentově přijatelné. Tím je také podpořen hospodářský zájem o bioniku. Biologické vzory pro technická řešení Švýcarský inženýr Georges de Mestral (1907-1990) vyvinul podle úponků na lopuchu suchý zip, který se od té doby velice rozšířil. Tento jednoduchý spojovací element je dnes neodmyslitelně spojen s obuví, s oděvními součástmi, manžetami při měření tlaku, dětskými plenami, batohy a taškami. Rychle plavající žraloci mají zvláštní konstrukci povrchu kůže, s malými, navzájem přiléhajícími šupinami. Ty jsou opatřeny mikroskopicky malým rýhováním s ostrými hranami, které je uspořádáno paralelně k proudění. To vede ke značnému zmenšení odporu proudění – tento fyzikální efekt platí nezávisle na médiu pro každé turbulentní proudění, rovněž pro vzduch. Podle tohoto biologického vzoru jsou letadla polepena speciální fólií (fólie Riblett), aby se snížil odpor vzduchu a tím také spotřeba pohonných hmot. Indická květina lotos roste v bahnité vodě. Kal, který se dostane na její listy, na nich ale neulpívá, je odplaven i tím nejmenším množstvím vody. Tento způsob samočištění se označuje jako „lotosový efekt“. Jak je něco takového možné? Na povrchu listů se nacházejí malé uzlíčky (nopky), rostlinné výrůstky o velikosti 10 až 20 µm (1 µm = 0,001 mm), vzdálené od sebe 10 až 15 µm, které zabraňují tomu, aby se voda a částice kalu dostaly s povrchem listu vůbec do styku. Objevitel tohoto lotosového efektu, německý botanik prof. Wilhelm Barthlott (* 1946), se pokusil přenést tento samočisticí efekt na technické povrchy. Úspěšným výsledkem jsou např. samočisticí omítkové barvy. Ohledně geometrického uspořádání semen nacházíme ve světě rostlin skutečné prostorové zázraky.U slunečnice leží každé semínko květu na průniku levotočivé a pravotočivé spirály. Počet semínek není nikdy jiný, než jsou sousední čísla matematické Fibonacciho posloupnosti. Tento sofistikovaný princip je použit také u nepatrných jednotlivých kvítků sedmikrásky. Počítačovými simulacemi se dá dokázat, že semena se na kruhové ploše nedají uspořádat s větší hustotou. Je při tom také pozoruhodné, že plocha je během celé růstové fáze stále plně využita. V žádném časovém okamžiku nevznikají jakákoli prázdná místa. Kdo dal tomu semínku tu informaci, která obsahuje všechny údaje o růstu? Raci potřebují citlivé oči se širokým úhlem pohledu. Oči se skládají z jednotlivých oček, mezi kterými se světelné paprsky dvakrát odrážejí a teprve potom se dostávají na smyslové buňky. Touto podivuhodnou konstrukcí se dosahuje trojího efektu: Oko je vysoce citlivé na světlo, dále může vidět mimořádně velkou oblast a také vytváří velmi ostrý obraz. Astronomové tento promyšlený princip račího oka podrobně studovali a zkonstruovali podle něho širokoúhlou kameru, která může zachycovat dokonce krátkovlnné rentgenové záření (10 nm). Kožich ledního medvěda se vyznačuje geniální izolační technikou. Ve středu každého chlupu jeho srsti se nachází úzký, třpytivý, cylindrický prázdný prostor. Pokud tam proniknou světelné, nebo také tepelné paprsky, nemohou už uniknout. Odrážejí se sem a tam, a tak se dostanou až k základu chlupu, tedy ke kůži medvěda. Protože je kůže černá, tak ty tepelné paprsky velice efektivně pohlcuje a tím se zahřívá. Ledního medvěda tak proti arktické zimě chrání speciální klimatizační zařízení, které se nachází v každém jednotlivém chlupu jeho bílého kožichu. Textilní vývojáři a výrobci strojů se nechali solárním kolektorem ledního medvěda inspirovat k solárně-tepelnému získávání energie. Hnízda termitů mohou dosáhnout výšky až sedmi metrů a mohou v nich být desetitisíce až miliony jedinců. Ve spodní části zakládají termiti pro zásobovací účely kolonie hub, které svou látkovou výměnou produkují i teplo. V noci tento teplý vzduch stoupá do střední části stavby. Pomocí rozvětveného systému kanálů na vnějších stěnách se vzduch nočním chladem ochlazuje a proudí tak do spodní části hnízda. Tam se opět ohřívá a stoupá zase nahoru – vzniká tak oběhový systém. Ve dne slunce vnější stěny ohřeje a vzduch potom stavbou proudí v obráceném směru. Tento geniálně koncipovaný klimatizační systém je tak v jedné fázi poháněn teplem látkové výměny a ve druhé fázi teplem slunce. K tomu, aby se vypočítal potřebný široce rozvětvený systém trubek podle aerodynamických zákonů a navrhla optimální konstrukce, je třeba použít složité počítačové programy. Kdo dal národu termitů o několika milionech jednotlivců plán, aby to po fyzikální stránce korektně vybudovali? Odkud každý jednotlivý termit ví, jak je třeba přemístit materiál, a jak mezi nimi funguje komunikace? Při stavbě panuje plná zaměstnanost, každý termit ví, co se má dělat, a žádný není bez práce. Vady konstrukce a lajdácká práce na stavbě jsou neznámým pojmem. Viktorie královská – jsou to dva druhy: Victoria amazonica a Victoria cruziana. Oba pocházejí z teplých končin Jižní Ameriky. Typický je pro ně až tři metry velký kruhový plovoucí list s okrajem ohnutým vzhůru, který nabízí místo k odpočinku velkým ptákům. Bez problémů by mohl unést i dvě malé děti. V čem tato zvláštní pevnost spočívá? Na spodní straně vidíme rafinovaný systém žeber a zesilovacích výztuží. Část z nich vychází od středu radiálně k okraji listu, další probíhají kruhově kolem. Materiálem se nijak neplýtvá. Najdeme ho jen tam, kde je podle zákonů statiky a nauky o pevnosti potřebné zpevnění. Ty ohromné listy jsou perfektní konstrukcí typu lehkých staveb, u kterých se při maximální úspoře materiálu dosahuje maximální nosnosti. Kdo tuto konstrukci propočítal? Kdo je jejím vynálezcem? Kdo určil ty parametry? A ještě něco je pozoruhodné: Květy viktorie se otevírají s nastávajícím soumrakem, jsou bílé a nalákají brouky, které uvězní k opylení ve vzduchových kapsách. Dalšího dne se květy zavřou a brouci se s nimi dostanou pod vodu. Druhou noc se ještě jednou otevřou, tentokrát jsou zbarvené do růžova a opylovače opět propustí. V 19. století byl plovoucí list viktorie biologickým vzorem pro technické konstrukce lehkých staveb.Známým příkladem je Crystal Palace (Křišťálový palác), který navrhl britský architekt Joseph Paxton (1803-1865) pro první Světovou výstavu 1851 v Londýně. Tato ohromná výstavní hala měla plochu 70 000 metrů čtverečných (= čtyřnásobek dómu sv. Petra), a 2000 dělníků do ní zabudovalo 3500 tun litiny a 400 000 skleněných tabulí. K technickým řešením inspirovaly inženýry a odborníky na materiály i slupky mnohého ovoce. Jedním z nejtěžších citrusových plodů je pomelo, které může vážit až dva kilogramy. Je obaleno měkkou, pěnovitě strukturovanou slupkou. Ovoce je ochráněno tak dobře, že bez újmy vydrží pád z výšky deseti metrů na betonovou plochu. Pohybová energie při pádu je z 90 procent pohlcena obalem ovoce, který má tloušťku dva až tři centimetry. Tato skutečnost vedla výzkumníky Technické univerzity v Cáchách k tomu, že vyvinuli ochranu před nárazem z kovové pěny. Začátkem 19. století se britský inženýr Georg Cayley (1773-1857) orientoval při konstrukci prvního funkčního padáku podle létajících semen tuzemských rostlin. V roce 1852 postavil první kluzák na světě, který byl testován bez pilota. Německý pionýr létání Otto Lilienthal (1818-1896) podrobně studoval ptačí let a začátkem 20. století poznal jako první význam tvaru křídla pro pohyb. Tvarované nosné plochy mají sice ve srovnání s rovnými plochami v horizontálním směru nepatrně vyšší odpor vzduchu, avšak mnohokrát větší při pohybu vertikálním. V roce 1889 uveřejnil svoji knihu „Ptačí let jako základ umění létat“, která platí za nejdůležitější publikaci v oboru létání 19. století. Ornitologové dnes znají 10 000 druhů ptáků, z nichž většina je schopná létat. Byly popsány různé druhy letu (např. klouzavý, střemhlavý, vibrační). Kdo dal každému ptáku konstrukci s nejrůznějším druhem peří, vhodnou pro jeho potřeby? Kdo instaloval v mozku ptáka nepředstavitelně složitý letový program, který hlásí do mozku i při složitých manévrech každé postavení křídel a potom na ně také v okamžiku reaguje a posílá nezbytné povely? Aby všechny systémy a programy fungovaly, musí už být předem hotový. Hranice bioniky Seznámili jsme se jen s malým výběrem koncepcí z biologie, které je možné považovat za perfektní řešení. Přímo kopírovat se ale dá něco jen stěží. Od biologického jevu až k technickému nasazení vede většinou ještě dlouhá cesta. Podle mého pohledu na věc jako inženýra a informatika můžeme použít zejména takové jevy, které v inženýrských vědách – a tam především v mechanice – můžeme zařadit mezi: geniální konstrukce lehkých staveb (použitý materiál je využit velice úsporně – plovoucí listy viktorie, uspořádání semen u rostlin, pavoučí sítě) speciální nástroje (vlákno pavouka s větší pevností proti nárazu než u oceli) optimalizace formy (struktury jsou lehké, jak je jen možné, a přitom tak pevné, jak je potřebné – umístění větví u stromů, stéblo žita, kosti, zuby, drápy) zvláštní konstrukce pro speciální pohyby (vážky, kolibříci, rejnoci) geniální využití fyzikálních zákonů (rychle se pohybující zvířata mají tvar těla s malým odporem vůči proudění – delfíni, žraloci) principy pohonu (princip zpětného rázu u medúz a chobotnic, princip vrtule u ptáků) přesně kalkulované systémy klimatizace (stavby termitů) optimální využití energie (let tažných ptáků, medvědí kožich) miniaturizace (dosud není známa žádná vyšší hustota informace než u molekuly DNA) senzorová technika. Všechny mechanismy výše uvedeného druhu jsou geniální povahy. Kromě toho na Zemi existuje nepředstavitelná rozmanitost živých systémů. Německý biolog profesor Gerhard Zotz (* 1960) odhaduje biodiverzitu na naší planetě na přibližně 100 milionů druhů, z nichž je dosud objeveno jen 8,7 milionů. Z toho můžeme získat představu, jak ohromující je počet geniálních idejí, které jsou v živých systémech realizovány. U všech živých systémů existují koncepty, které dalece přesahují veškeré inženýrské možnosti. Jde o vynálezy, u kterých s respektem poznáváme, že se nedají technicky napodobit. O co se přitom jedná? 1. Všechny živé systémy mají společné, že vznikly z existujícího živého systému. To je koncept rozmnožování. Technicky vyjádřeno to znamená, že z kladiva vzniká nové kladivo, z benzinového motoru nový benzinový motor a z počítače zase nový počítač. 2. Dále je všem živým systémům společné, že jejich složitý stavební návod je uložen jako informace na mimořádně malém prostoru a po iniciaci (oplodnění, buněčném dělení) je uveden do chodu dynamický proces růstu, který vytváří všechny detaily (orgány, senzorové systémy) a také podrobně řídí tisíce procesů. Odkud tyto ideje pocházejí? Už naše každodenní zkušenost nás poučuje, že každá idea potřebuje svého původce. Teorii relativity vymyslel Albert Einstein, dieselový motor vynalezl Rudolf Diesel a Bachovy kantáty napsal Johann Sebastian Bach. Kdo je ale vynálezcem všech biologických konceptů? Kdo si myslí, že příčinou je bezcílná evoluce, má špatné rádce, neboť informace, základ veškerého života, nemůže podle přírodních zákonů o informaci vzniknout ve hmotě sama od sebe. Pomocí těchto přírodních zákonů je také možné dokázat, že je potřebný zdroj nejen vysoké inteligence, nýbrž zdroj nekonečné inteligence. Takže jako zdroj té informace a idejí zůstává pouze Bůh. Lidé uctívají různé bohy, avšak kdo je ten pravý Bůh? Tady na Zemi nás navštívil jen jediný Bůh, a to byl Bůh Bible[1]. Na tuto Zemi přišel v podobě svého Syna Ježíše Krista. A „skrze něho stvořil i věky“ (Židům 1,2b). V Listu Koloským (1,16) čteme o Ježíšově účasti na stvoření ještě více: „Neboť v něm (= Ježíši Kristu) bylo stvořeno všechno na nebi i na zemi, svět viditelný i neviditelný … všechno je stvořeno skrze něho a pro něho.“ On také splňuje výše uvedené kritérium nekonečné inteligence (vševědoucnost; Jan 16,30). Tím jsme pronikli ke zdroji všech idejí v živých tvorech. V této souvislosti je téměř nepochopitelná skutečnost, že tento náš veliký Stvořitel musel zemřít na kříži. To byla cena za naše selhání, která ale byla nezbytná, abychom mohli získat věčnou budoucnost v jeho nebeském království a neskončit v zahynutí. Možná jsou právě tyto poslední myšlenky pro Vás nové, a kladete si otázku: Je snad toto nebe i pro mne? Ano, zcela určitě! Ježíš říká u Matouše 9,13: „Přišel jsem pozvat hříšníky!“ Tím vyslovuje pozvání do nebeského království zejména pro ty, kteří dosud žili bez něho. Navažte se svým Původcem kontakt skrze modlitbu. Taková modlitba by mohla znít asi takto: „Pane Ježíši Kriste, oslovilo mne to, co jsem dnes četl. Pokud jsi stvořil všechny věci, potom jsi také můj Stvořitel. Rád bych Tě poznal(a). Abych se o Tobě dozvěděl(a) víc, začnu číst Tvé Slovo – Bibli. Chci také patřit k těm Tvým, kterým jsi zaslíbil věčný život. Amen!“ Ředitel a prof. v.v. Dr.-Ing. Werner Gitt
10 Seiten, Best.-Nr.: 136-2