Bionik Aktuelle Trends und zukünftige Potenziale - Institut für ...

6 Zusammenfassung
Bionik und das Erbe der
Künstlichen Intelligenz
Der dritte und jüngste
Hauptentwicklungsstrang:
Nanobionik – Molekulare
Selbstorganisation und
Nanotechnologien
lungseffekte und Regelkreise sowie Sensoren und Aktoren). Erst mit
ihrer Hilfe konnten dann wichtige Fortschritte in der Biologie, v. a. in
der Biokybernetik, der Sinnesphysiologie und Neurophysiologie, bis
hin zur Hirnforschung erzielt werden, welche dann wiederum positiv
auf die (nicht nur bionische) technische Entwicklung in der Sensorik,
der Informationsverarbeitung und Robotik zurückwirkten. Letztlich
war und ist vor allem in weiten Teilen der Sensorik, der Robotik und
der Informationsverarbeitung bis hin zur Künstlichen Intelligenz (KI)
der Mensch das bisher unerreichte Vorbild.
In den vergangenen Jahren ist es allerdings, nach der anfänglichen
Euphorie, um die Künstliche Intelligenz bedeutend ruhiger geworden.
Wenn man aber aus guten Gründen aktuelle Ansätze wie dezentrale
Steuerung, Neuronale Netze bzw. allgemeiner „organic computing“
zu den bionischen Lösungen mit natürlichem Vorbild zählt, so
scheint sich in diesem zweiten bionischen Strang derzeit wieder eine
Aufbruchstimmung auszubreiten, weil insbesondere mithilfe der erwähnten
bionischen Ansätze zur Komplexitätsbewältigung einige der
inzwischen angesammelten Restriktionen im Bereich der Signal- und
Informationsverarbeitung und der Robotik überwunden werden können.
Dieser zweite, eher biokybernetische Strang der Bionik scheint
also das Erbe der KI anzutreten und zudem über die Verschmelzung
von Robotik, Sensorik und Prothetik Fahrt aufnehmen.
Nanobionik – Molekulare Selbstorganisation und Nanotechnologie
Der dritte und jüngste Entwicklungsstrang der Bionik ist auf der molekularen
und Nanoebene angesiedelt. Auch dieser Strang kann bereits
auf eine längere Vorgeschichte zurückblicken. Nicht zuletzt getragen
vom Schub in der Nanotechnologie insgesamt, scheint ihm aber erst
derzeit der Durchbruch zu gelingen (vgl. bspw. Spinnenseide, Biomineralisation,
funktionalisierte Oberflächen, Templat gesteuerte Kristallisation,
Neurobionik, Nanobionik usw.). Der nanobionische Strang
fokussiert auf Prozesse der molekularen Selbstorganisation sowie die
(ontogenetische) Entwicklung von Molekülen, Zellen und Geweben
einschließlich deren Umgestaltung (Reaktion auf Beanspruchung) und
(Selbst-)Heilung. Mit dieser dritten, derzeit äußerst dynamischen Linie
eröffnen sich vielversprechende Lösungsansätze nicht zuletzt auch
für die (fertigungs-)technischen Restriktionen des ersten Strangs. Sie
eröffnen insbesondere Ansätze für die Herstellung hierarchisch strukturierter,
anisotroper Werkstoffe nach dem Vorbild von Knochen,
Zähnen oder Pflanzenhalmen. In der weiteren Entwicklungsperspektive
liegen intelligente („smarte“) Materialien, die auf unterschiedliche
Belastungen reagieren und sich ggf. auch selbst heilen können. Von
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