Bewegungsbionik – Von der Natur laufen, schwimmen und fliegen lernen

Erfindungen der Natur haben die Menschen zu bahnbrechenden technischen Errungenschaften inspiriert, beispielsweise das Propellerprinzip von Ahornsamen. Jedes Kind kennt die Ahornsamen, die wie Mini-Hubschrauber zu Boden schweben. Während sich der Ahornsamen dreht, entsteht über der oberen Kante des Flügels ein Luftwirbel, der den Luftdruck oberhalb des Flügels sinken lässt, was für Auftrieb sorgt. So wird der Samen nach oben gesogen. Mit dieser Technik können sich die Samen von Windstoss zu Windstoss hangeln und kilometerweit tragen lassen. Auf diesem Prinzip basiert der Gyrokopter, auch Tragschrauber genannt. Er erinnert an einen Hubschrauber, aber sein Rotor wird nicht durch ein Triebwerk, sondern durch den Fahrtwind in Drehung versetzt.

Ein weiteres faszinierendes Beispiel der Bewegungsbionik ist das sogenannte Rückstossprinzip, das man bei Quallen oder Tintenfischen findet. Sie nehmen Wasser in ihren Schirm bzw. Mantel auf und stossen es als Wasserstrahl wieder aus. Dabei bewegt sich der Tierkörper in die dem Wasserstrahl entgegengesetzte Richtung. Ähnlich funktioniert der Antrieb von Raketen. Bei der Verbrennung des Treibstoffs entstehen Gase, die aus den Düsen der Rakete ausgestossen werden. Dabei wird die Rakete in die entgegengesetzte Richtung gestossen.

Bewegung findet man aber nicht nur im Tierreich. Torfmoose schiessen ihre Sporen in die Höhe, damit sie vom Wind erfasst und möglichst weit verbreitet werden. Wenn die Sporenkapsel aufgrund des hohen Innendrucks platzt, werden die Sporen mithilfe des Rückstossprinzips 10-20 cm hoch geschleudert. Nicht sehr hoch würde man meinen, und dennoch höher als sie aufgrund ihrer Masse gelangen dürften. Ringförmige Wirbel, die aufgrund der Beschleunigung der Sporen am Rande der Flugbahn entstehen, erzeugen genug Auftrieb, damit die Sporen verhältnismässig grosse Höhen erreichen.

Eine interessante Erfindung im Bereich der Bewegungsbionik ist der U-Boot-Auftrieb, der von der Schwimmblase der Fische inspiriert ist: Um abzutauchen wird die Blase oder analog eine Kammer des U-Bootes mit Wasser gefüllt, bis die gewünschte Wassertiefe erreicht ist. Für den Auftrieb wird das Wasser wieder abgelassen und die Blase bzw. Kammer mit Luft gefüllt. Dieses Prinzip beruht darauf, dass Luft eine deutlich geringere Dichte als Wasser hat.