Impuls 1 -------------------------------------------------------------------------

Querköpfe Folge 5:
Es ist schon recht ungewöhnlich, das Profil von Prof. Dr. Claus Mattheck: ein ausgewiesener Naturwissenschaftler mit allen akademischen Ehren und zahlreichen Auszeichnungen, der seine Erkenntnisse auch in Comics und Kinderbüchern verständlich macht, gern Schiller liest und mit grossem Interesse Bäume beobachtet. Durch letzteres entdeckte er, dass sie immer so wachsen, dass rundherum eine gleichmässige Belastung und Spannung herrscht ("Axiom der konstanten Spannung"), z.B. verdickt sich der Stamm unterhalb eines herauswachsenden Astes, um die Kerbspannung in diesem Segment zu verhindern.

Die Kerbspannung ist auch zentraler Ansatzpunkt der von Mattheck entwickelten Computer-Programme CAO und SKO, mit denen Bauteile spannungsoptimiert werden können. Das Prinzip: an Kerben wird etwas Material hinzugegeben, an unterbelasteten Stellen wird es reduziert. Darüberhinaus gelang es Mattheck auch, eine einfache Formel zu entwickeln, mit der Ingenieure eine optimale Spannungsverteilung an ihren Bauteilen per Taschenrechner errechnen oder per Geo-Dreieck(!) konstruieren können - genial einfach und preisgünstig dazu. Nach dieser Methode ist die optimale Kerbe nicht mehr der klassische Viertel-Kreisbogen.

(Quelle: Bild der Wissenschaft, 7/2004)

Inzwischen ist Mattheck als Schadenskundler z.B. auch vereidigter Sachverständiger für Ermüdungsbrüche und macht sich dann auf Ursachensuche mit der Frage "Wo ist die (verdächtige) Kerbe?". Namhafte Unternehmen arbeiten mittlerweile erfolgreich mit den Erkenntnissen und Verfahren, die Mattheck und seine Mitarbeiter entwickelten.

"Kaum Fachliteratur lesen, nicht auf die Konkurrenz schielen, sondern machen", so beschreibt Mattheck seinen persönlichen Arbeitsstil in Technology Review (12/2005). Dass er sich nicht scheute, als gesichert und selbstverständlich geltendes Wissen – hier sogar in eine DIN-Norm gefasstes - in Frage zu stellen, hat seine ungewöhnlichen Entdeckungen erst möglich gemacht.

Impuls 2 ------------------------------------------------------------------------

Mehr Entropie in die Köpfe! Im kreativen Prozess sind besonders zwei Punkte markant: am Beginn die diffuse "erste Eingebung" und am Ende die "fertige" Idee. Im Prozess dazwischen wird an der Idee gefeilt, ein Detail verworfen (De-Komposition), ein anderes präzisiert (Komposition), ein drittes beibehalten oder abgewandelt bis schliesslich die so entstandene "fertige" Idee "einrastet"

Dieser Kompositions-/De-Kompositions-Prozess lässt sich mit Hilfe der Entropie (Mass der Ordnung/Unordnung) als Oszillation zwischen Entropie-Zunahme (De-Komposition) und Entropie-Abnahme (Komposition)
beschreiben. Dabei bedeutet geringe Entropie hohe
Ordnung und grosse Entropie geringe Ordnung.



Je kreativer eine Person ist, desto eher ist sie fähig, den Prozess der Oszillation bewusst zu steuern. Sie spielt mit Dauer, Amplitude und Frequenz. Der weniger Geübte versucht sich mit ein, zwei Oszillationen mit dem Effekt, dass das Ergebnis eher konventionell ist, weil er zu früh aufhört, bevor etwas Neues entstehen kann.

Wer also seine Kreativität intensiver nutzen möchte, tut gut daran, sich eine Reihe spezifischer Techniken anzueignen, die gerade diese Parameter beeinflussen.

Impuls 3 ------------------------------------------------------------------------

Ohne Vorfahrtsregeln, Strassenmarkierungen, ohne Verkehrsschilder und ohne Gehsteige sollen sich auf der Bremer Strasse täglich 12 000 Autos und Fussgänger so miteinander "arrangieren", dass alle zu Ihrem Recht kommen und die Strasse weder eine Rennstrecke nur für Autos, noch eine Spielstrasse nur für Fussgänger wird. Durch das Fehlen der vertrauten Regeln sind alle Verkehrsteilnehmer gezwungen, "Augenkontakt" miteinander zu suchen und zu kooperieren.

Dieses innovative Konzept des "Shared Space" wird in der Gemeinde Bohmte bei Osnabrück im kommenden Jahr und in einigen skandinavischen Gemeinden erprobt, von der EU finanziell unterstützt (Frankfurter Rundschau 3.1.2006).

Auch hier zeigt sich wieder, dass eine zunächst abwegig erscheinende Idee ein Problem auf ganz neue Weise lösen kann. Neben der kreativen Idee allerdings muss auch hier die Entscheidungs-Kreativität der Verantwortlichen hervorgehoben werden, ohne die die Idee nicht realisiert worden wäre.

Impuls 4 ------------------------------------------------------------------------

Kunst(handwerk) als Inspiration für Wissenschaftler und Ingenieure. Origami ist Vielen bekannt als kunstvolle Weise, Figuren aus Papier zu falten. Weniger bekannt ist, dass diese jahrhundertealte japanische Falttechnik auch Wissenschaftler inspiriert, z.B. den amerikanischen Physiker und Ingenieur Robert Lang, der für seine Fachkollegen regelrechte Kurse in Origami gibt. Pionier des technischen Origami ist der japanische Astrophysiker Koryo Miura. Er entwarf in den 80iger Jahren ein Solarzellensegel, das sich, zuvor kunstvoll gefaltet, im All durch Zug an einer Stelle komplett entfalten liess.

Natürlich werden inzwischen die Origami-Faltungen auch mathematisch per Computer analysiert, um weitere Anwendungen zu entwickeln. So erfanden Mediziner der Oxford-University für Patienten mit verstopften Herzkranzgefässen ein winziges Metallgitter, das zusammengefaltet in die Blutbahn befördert wird und sich dort als Stütze der gefährdeten Gefässwände einsetzen lässt. Am Lehrstuhl für Computer-Origami (!) am MIT wird nach den Faltprinzipien von Eiweissmolekülen geforscht. "Falsch" gefaltete Proteine sind unter anderem Auslöser der Creuztfeld-Jakob-Erkrankung.

(Quelle: wdr5, Radiosendung Leonardo vom 6.2.2006)

Impuls 5 ------------------------------------------------------------------------

Bionik liefert keine Lösungen für technische Probleme – auch wenn populäre Beispiele wie Lotus-Effekt oder Gecko-Kleber dies nahe legen mögen. Bionik liefert vielmehr Anregungen und öffnet die Augen:

Anregungen, in welche neuen Richtungen man denken könnte. Beim Gecko-Kleber z.B. in Richtung nichtchemischer Klebemechanismus oder in Richtung intermittierender Kleber.

Öffnet die Augen für andere Sichtweisen. Beim Lotus-Effekt z.B. dreht das Natur-Vorbild die Sichtweise "je glatter desto leichter kann Schmutz abperlen" in das Gegenteil um: (spezielle) rauhe Oberflächen weisen den Schmutz besser ab.

Ähnlich wie z.B. die Ideengenerierungs-Technik Synektik stimuliert daher die Bionik stärker als Brainstorming-Methoden, eingefahrene Bahnen zu verlassen. Andererseits zeigt die Praxis immer wieder, dass sich die Anwender im Ideen-Workshop schwer tun, die Anregungen und Richtungsvorschläge aufzugreifen und nicht bei der 1:1-Übertragung stehen zu bleiben. Wie Bionik im Innovationsprozess eingesetzt werden kann, ist in dem Artikel "Bionik und Innovation" unter http://www.dirlewanger-idee.de/papers.htm beschrieben

© 2006 Arno Dirlewanger
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