Lernbereich 4: Eukaryonten in der Bionik

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik

Definition laut Verband Deutscher Ingenieure (VDI) von 1993; Abgrenzung von Teildisziplinen nach Nachtigall von 1991

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik: vitale Vorbilder für leblose Lösungen

Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien als Ergebnis von Optimierungsprozessen im Rahmen der Evolution; Stacheldraht, Salzstreuer, Klettverschluss; Werteorientierung

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik: grundsätzliche Arbeitsweisen

zeitlich-kausale Verknüpfung biologischer Kenntnisse und technischer Fragestellungen; Bedeutung der biologischen Grundlagenforschung für die Arbeitsweisen; Methodenkompetenz

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik: grundsätzliche Arbeitsweisen - Bottom-up-Methode

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik: grundsätzliche Arbeitsweisen - Top-down-Methode

Kennen der Arbeitsweisen in der Bionik: Abgrenzung zu ingenieurtechnischen Arbeitsweisen

Entwicklung neuer Konstruktionen auf der Grundlage bestehender physikalisch-technischer Erkenntnisse und Erfahrungen

Übertragen von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eukaryonten auf technische Fragestellungen

Übertragen von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eukaryonten auf technische Fragestellungen: Analyse und Abstraktion

Unabhängigkeit der zu übertragenden Eigenschaften vom lebenden System

Übertragen von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eukaryonten auf technische Fragestellungen: Übertragbarkeit in die Technik

Abhängigkeit vom Stand der Technik: Saugnapf erst mit elastischen Werkstoffen, Lotus-Effekt® erst mit Nanotechnologie, Optimierung durch Evolutionsstrategie erst mit Hochleistungsrechnern; Nutzen digitaler Medien; informatische Bildung; Medienbildung

Anwenden des Wissens über Struktur und Funktion der Lebewesen

Anwenden des Wissens über Struktur und Funktion der Lebewesen: Anwendungen im industriellen Leichtbau

Riesenseerosenblatt als Vorbild für selbsttragende Gewächshausgerüste; adaptives Wachstum CAO, SKO, 'Denken in Seilen' von Prof. Mattheck; Vorbilder: Baum, Knochen; Anwendung: Fahrzeugbau; SE: Zugseilstabilisierung im Bambusknoten

Anwenden des Wissens über Struktur und Funktion der Lebewesen: Anwendungen in der Produktion von funktionalen Oberflächen

Anwenden des Wissens über Struktur und Funktion der Lebewesen: Anwendungen in der Produktion von funktionalen Oberflächen - selbstreinigende Oberflächen

Lotus-Effekt®: Hydrophobe Oberflächen mit Mikro- und Nanostrukturierung; Vorbilder: Blätter von Lotos, Kohlrabi, Lauch, Kapuzinerkresse, großflächige Insektenflügel; Anwendung: Fassadenfarbe, Lacke, Textilien; SE: Herstellung künstlicher Oberflächen mit und ohne Mikrostruktur durch Kontaktwinkelmessung, Vergleich untereinander und mit natürlichen Vorbildern

Anwenden des Wissens über Struktur und Funktion der Lebewesen: Anwendungen in der Produktion von funktionalen Oberflächen - Strömungsoptimierung durch Mikroturbulenzminderung

Vorbild: Haihaut; Anwendung: Ribletfolie auf Flugzeugen; Vorbild: Fischschleim; Anwendung: Löschwasserstrahl der Feuerwehr; SE: Weitspritzversuche mit Polyethylenoxid-Lösungen

Sich Positionieren zu ethischen Aspekten

Bildung für nachhaltige Entwicklung

Sich Positionieren zu ethischen Aspekten: Chancen und Gefahren

Material- und Energieeinsparungen durch optimierte Konstruktionen; sparsamer Umgang mit natürlichen Ressourcen; Sensibilisierung für den Wert der weltweiten Biodiversität; keine zwingende Kausalität zwischen Bionik und Umweltfreundlichkeit; Talkrunde; Reflexions- und Diskursfähigkeit; Verantwortungsbereitschaft

Sich Positionieren zu ethischen Aspekten: Transparenz aktueller Forschungsfelder

öffentliche Verfügbarkeit von Informationen; Geheimhaltung von Informationen; Patentrecht; Verbindung von Wirtschaft und Politik