Richtlinienserie zur Bionik

Im durch die DBU geförderten F&E-Vorhaben „Transfer bionischer Forschungs- und Entwicklungsergebnisse in ökologisch vorteilhafte industrielle und technische Anwendungen“ werden derzeit acht VDI-Richtlinien zur Bionik entwickelt. Diese Richtlinien sollen die Umsetzung bionischer Entwicklungen in die technische Anwendung ermöglichen oder vereinfachen.

Im November 2010 wurden die ersten Entwürfe als VDI-Richtlinien des Monats veröffentlicht. Alle übrigen Richtlinien zur Bionik sollen in 2011 erscheinen.

VDI 6224 Blatt 2: „Bionische Strukturoptimierung“
Durch den Prozess der Evolution haben sich biologische Kraftträger wie Bäume, Knochen, Krallen und Dornen optimal an ihre Belastung angepasst, was sich in ihren Gestaltungsprinzipien erkennen lässt. Aus diesem biologischen Prinzip wurden bionische Optimierungsmethoden für technische Bauteile abgeleitet: Computer Aided Optimization (CAO), Soft Kill Option (SKO) und Computer Aided Internal Optimization (CAIO). Ziel der Methoden ist ein optimaler Materialeinsatz zur Gewichtsreduktion bzw. Steigerung der Belastbarkeit und Lebensdauer der Bauteile. Eine noch einfachere und schnellere Methode, mit denen jeder Konstrukteur Bauteile optimieren kann, ist die „Methode der Zugdreiecke“. Die breite Einsatzmöglichkeit der bionischen Optimierungsmethoden eröffnet die Möglichkeit, die Bauteiloptimierung bereits früh im Konstruktionsprozess zu verankern. Die Richtlinie richtet sich hauptsächlich an Konstrukteure, Entwickler, Ingenieure und Techniker, generell aber an alle mit der Konstruktion und Beurteilung lasttragender Strukturen Betrauter (VDI 6224 Blatt 2: 2010-11: Bionische Optimierung – Anwendung biologischer Wachstumsgesetze zur struktumechanischen Optimierung technischer Bauteile).
VDI 6225: „Bionische Informationsverarbeitung“
Vorbild der bionischen Informationsverarbeitung sind die relevanten biologischen Mechanismen und Strukturprinzipien von Organismen und ihren Nervensystemen. Naturwissenschaftlern und Ingenieuren wird die bionische Informationsverarbeitung als alternativer Lösungsansatz für Aufgaben der Informationsverarbeitung in technischen Systemen vorgestellt. Diese Richtlinie befasst sich in erster Linie mit anwendungsrelevanten Aspekten der bionischen Informationsverarbeitung. Es gilt, das Zusammenspiel und die Funktionsweise von biologischen Sensoren, Nerven und Skelett-Muskel-System (Aktuatorik) zu analysieren, zu verstehen, zu abstrahieren und sie so der Technik zugänglich zu machen. Hierbei können sowohl Algorithmen entstehen, die für Software nutzbar sind, als auch strukturelle Erkenntnisse gewonnen werden, die einer Hardwareimplementierung zugänglich sind (VDI 6225: 2010-11: Bionik – Bionische Informationsverarbeitung).