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    Prof. Dr. Arnim von Gleich: Lernen von der Natur? Zu Möglichkeiten und Grenzen einer leitbildorientierten Technikgestaltung

    Geisteswissenschaft im Dialog - Forschen im Einklang mit der Natur? Chancen und Risiken der Bionik

    Lernen von der Natur?

    Zu Möglichkeiten und Grenzen einer leitbildorientierten Technikgestaltung

    Prof. Dr. Arnim von Gleich


    Zur Person

    ist Professor für das Lehrgebiet Technikgestaltung und Technologieentwicklung an der Universität Bremen. Forschungsschwerpunkte des studierten Biologen und promovierten Politologen sind Risikofrüherkennung und Vorsorge mit Fokus auf Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsaspekten der chemischen, biologischen und Nanotechnologien sowie Technikgestaltung. Er ist Mitglied der Nanokommission der Bundesregierung und engagiert sich seit 1983 auf Landes- und Bundesebene als Wissenschaftler, Berater und Gutachter für eine nachhaltige und sozialverträgliche Technikgestaltung.

    Statement

    1. Umgang mit Komplexität

    Organismen haben in der Regel nur begrenzte Möglichkeiten ihre „Rahmenbedingungen“ zu kontrollieren und konstant zu halten. Die in Wissenschaft und Technik seit Galileo Galilei (1564 – 1642) und Isaac Newton (1642 – 1727) übliche „Störfaktorenabstraktion“ ist ihnen weitgehend verwehrt.“Fitness“ ist so gesehen eine Mischung aus Anpassung und Gestaltung, mit Schwerpunkt auf dem ersteren. Die Orientierung am „Vorbild Natur“ bei der Suche nach technischen Lösungen bietet vor diesem Hintergrund an mehreren Punkten Vorteile:
    1. Dort, wo wir Schwierigkeiten haben mit der „praktisch-technischen Realisierung der Störfaktorenabstraktion“ im Sinne einer Aufrechterhaltung stabiler und hochgereinigter Randbedingungen. Letztendlich lassen sich Störfaktoren als Quelle von Neben- und Folgewirkungen nicht völlig ausschließen.
    2. Dort, wo die wissenschaftliche Komplexitätsreduktion mit unserem experimentellen und mathematischen Instrumentarium weder theoretisch noch praktisch angemessen durchführbar ist. So sind in der Aero- und Hydrodynamik derzeit immer noch Versuche im Windkanal die entscheidende Instanz vor der technischen Umsetzung.
    3. Dort, wo der „evolutionäre Optimierungsprozess“ zu einer Lösung geführt hat, auf die wir selbst nicht gekommen wären.
    4. Dort, wo die stoffliche Evolution koevolutiv neben Synthesewegen immer auch Abbauwege entwickelt hat. Überraschungen wie bei Persistant Organic Pollutants (POPs) und FCKWs sind dann wenig wahrscheinlich.

    2. Entwicklungsrichtung und -stand der Bionik

    Der Schwerpunkt der bisherigen bionischen Entwicklungen lag - neben Optimierungs-algorithmen - auf „Form-Funktions-Zusammenhängen“ sowie auf Biokybernetik, Sensorik und Robotik. Ein Problem lag darin, dass sowohl die „bionischen Formen“ als auch die Sensor- und Regelungstechnik nicht durch besonders „bionische“ Werkstoffe realisiert wurden, wie die Beispiele von Flugzeugflügeln oder Lotusoberflächen zeigen. Zwar wurde im Flugzeug der Auftrieb „bionisch“ gelöst, leider aber nicht der Vortrieb. Erst mit den Bottom-up Nanotechnologien eröffnen sich technische Möglichkeiten, hierarchisch strukturierte anisotrope Werkstoffe wie Knochen, Perlmutt oder Spinnenseide‚ wachsen zu lassen.

    3. Neue Möglichkeiten – Neue Risiken

    Die Möglichkeiten eines Zusammenwirkens mit Selbstorganisationsprinzipien in der Natur auf molekularer Ebene, wie SAMs, Mizellen oder Templat gesteuerte Kristallisation, eröffnen hochinteressante Perspektiven einer Gestaltung komplexer technischer Systeme. Auf dieser Ebene werden aber auch Ziele einer Top-down-Totalisierung der Naturbeherrschung verfolgt, z. B. von bestimmten ganz und gar dem mechanistischen Weltbild verpflichteten Entwicklungslinien der „Synthetischen Biologie“. Mit der Eingriffstiefe in die natürlichen Systeme, mit dem technischen Ansetzen an zentralen Steuerungsstrukturen in Organismen (Gehirn, Hormone, Gene), mit dem Umschlag von der Selbstorganisation zur Selbstreplikation wachsen allerdings auch die technischen Risiken.

    4. Übergang zur leitbildorientierten Technikgestaltung

    Innovationsprozesse sind in den vergangenen Jahrzehnten offener und öffentlicher geworden, wie u. a. am Beispiel der Nanokommission der Bundesregierung deutlich wird. Die Berücksichtigung der Anliegen von Umwelt, Gesundheit und Sicherheit schon im Forschungs- und Entwicklungsprozess - und nicht erst bei der Markteinführung - findet breitere Unterstützung. Die Orientierung am Vorbild Natur könnte als Leitbild im Forschungs- und Entwicklungsprozess den Stellenwert und die Realisierungschancen dieser Anliegen weiter verbessern. Sie kann aber selbstverständlich die Erreichung des Ziels einer nachhaltigeren Technik nicht garantieren.

    BMBF geförderte Bionik-Aktivitäten:
    1. Sieger im BMBF-Ideenwettbewerb „Bionik – Innovationen aus der Natur“ ist das Projekt „Perlmutt - Vorbild für nachhaltig zukunftsfähige Werkstoffe“ zusammen mit PD Dr. Monika Fritz (Biophysik), Dr.-Ing. Meinhard Kuntz und Prof. Dr.-Ing. Georg Grathwohl (Keramische Werkstoffe und Bauteile), Dr. Klaus Zinsmeister von der Firma Remmers, Baustofftechnik GmbH, Löningen.
    http://www.biokon.net/news/auszeichnungBionikwettbewerb.html
    2. Anschließende zweijährige Fortsetzung dieses Forschungsprojekts
    http://www.tecdesign.uni-bremen.de/FG10/dokumente/PerlmuttBericht.doc
    3. Projekt „Potenziale und Trends in der Bionik“ im Rahmen des Förderprogramms zur „Innovations- und Technikanalyse“
    Endbericht: Gleich, A. von, Pade, C., Petschow, U., Pissarskoi, E. (2010): Potentials and Trends in Biomimetics, Springer Heidelberg, New York.
    http://www.springer.com/engineering/biomedical+eng/book/978-3-642-05245-3

    PSJ Metadata
    Arnim von Gleich
    Lernen von der Natur?
    Zu Möglichkeiten und Grenzen einer leitbildorientierten Technikgestaltung
    CC-BY-NC-ND 3.0
    Neuere Zeitgeschichte (1945-heute)
    Deutschland / Mitteleuropa allgemein
    Technikgeschichte
    21. Jh.
    4011882-4 4006888-2
    2000-2012
    Deutschland (4011882-4), Bionik (4006888-2)
    PDF document gleich_lernen.doc.pdf — PDF document, 76 KB
    Prof. Dr. Arnim von Gleich: Lernen von der Natur? Zu Möglichkeiten und Grenzen einer leitbildorientierten Technikgestaltung
    In: Forschen im Einklang mit der Natur? Chancen und Risiken der Bionik (Geisteswissenschaft im Dialog, 16.06.2010, 18:00 Uhr, Kunstmuseum Bonn)
    URL: https://prae.perspectivia.net/publikationen/gid/2010-06-16/gleich_lernen
    Veröffentlicht am: 08.09.2010 12:05
    Zugriff vom: 20.01.2020 15:34
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