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Tast-Sensoren wie Schnurrhaare

Martina Rüter10. Juni 201514. August 2020

Die Schnurrhaare einer Katze sind ein wichtiges Sinnesorgan - Quelle: Pixabay

Roboter erkunden ihre Umwelt mit Tasthaaren
Obwohl Sehen und Hören sowohl dem Menschen als auch den Tieren viele Informationen vermitteln – ohne den Tastsinn fiele die Orientierung schwer.

Während der Sehsinn vorrangig Informationen über weit entfernte Objekte liefert, ist der Tastsinn für die Erkundung naheliegender Hindernisse zuständig. Vor allem nachtaktive Tiere und Meereslebewesen verlassen sich weit stärker auf ihre Haptik als auf ihre Augen. Ratten und Spitzmäuse bewegen ihre Tasthaare im Gesicht mit schnellen Bewegungen äußerst kontrolliert vor und zurück. So ertasten sie ihre unmittelbare Umgebung. Sie erkennen dabei Objekte, bestimmen deren Form, Größe und Oberfläche und verfolgen auf Grund der haptischen Sinnesinformationen ihre Beute. So gelingt es der Spitzmaus, dem kleinsten bekannten Säugetier, Beutetiere von beinahe der eigenen Körpergröße zu erlegen. Um erfolgreich zu sein, muss sie sehr schnell und präzise angreifen. Dabei verlässt sie sich sehr stark auf ihren ausgeprägten Tastsinn. ...weiterlesen "Tast-Sensoren wie Schnurrhaare"

Bionik: Bauteiloptimierung – SKO und CAO

Martina Rüter3. Juni 201514. August 2020

Äste sind dort dicker, wo mehr Belastung existiert, Quelle: Pixabay — Äste gleichen höhere Belastungen mit zusätzlichem Material aus und sind an diesen Stellen dicker, Quelle: Pixabay

Lernen vom Wachstum der Knochen und Bäume
Leichtbauweisen gewinnen heute mit zunehmend knapper werdenden Energieressourcen immer mehr an Bedeutung.
In der Natur ist der Leichtbau, also möglichst stabil bei minimalem Materialeinsatz, weit verbreitet. Neben Wabenstrukturen nutzt die Natur zum Beispiel Verbundmaterialien wie beim Perlmutt. Dieses glänzende Naturprodukt ist auf mikroskopischer Ebene aus vielen kleinen Kalkplättchen aufgebaut, die in einer Matrix aus Eiweiß und Chitin eingebettet sind. Beim Einwirken eines Drucks verschieben sich die Kalkplättchen in der weichen Matrix. Somit entstehen keine Risse und das Material ist gegenüber Druck wesentlich beständiger als ein Material aus nur einem Baustoff.

Knochen bauen Material ab, wenn dieses nicht benötigt wird
Knochen von Menschen und Tieren bestehen aus einem lebendigen Gewebe, welches sich den Belastungen optimal anpasst. Belastet man seinen Körper wenig, so baut der Körper Knochengewebe ab. Dies passiert zum Beispiel Astronauten im Weltall. Grund für den Knochenabbau ist das Energiesparen. Der Körper „denkt“ sich, wenn nur wenig Bewegung notwendig ist, dann kann am Knochenbau Energie eingespart werden. Das ist derselbe Prozess, wie bei Hungersnöten. Gibt es wenig Nahrung, baut der Körper eigene Fettreserven ab. Besteht jedoch ein Nahrungsüberangebot, so legen wir uns Fettpölsterchen für „schlechten Zeiten“ an. Knochen arbeiten nach dem selben Prinzip. ...weiterlesen "Bionik: Bauteiloptimierung – SKO und CAO"

Bionik in der Schule

Martina Rüter2. Juni 201519. Januar 2024

Naturorientiertes Lernen fördert fachübergreifendes Denken
Durch das Beobachten und eigene Entdecken von Naturphänomenen werden viele Naturvorgänge für Schülerinnen und Schüler verständlicher.
Praxisorientiertes Lernen ist wesentlich effektiver als Frontalunterricht. Beobachten, anfassen, ausprobieren, verstehen – das sind die Lernschritte beim naturorientierten Lernen. Durch die experimentelle Herangehensweise an technische Fragestellungen wird zunächst das Interesse der Lernenden für biologische Phänomene geweckt. Über die Prinzipienfindung der natürlichen Prozesse werden zum einen die Problemlösefähigkeit und zum anderen die Experimentierfreude der Schülerinnen und Schüler gefördert.

Bionik als fächerübergreifendes Schulfach?
Einige Fachleute betrachten die interdisziplinäre Wissenschaftsdisziplin Bionik als eine Schlüsseldisziplin im Bereich von Wissenschaft und Technik. Naturwissenschaftlich-technisches Denken und Arbeiten ist für viele Lebensbereiche erforderlich. Durch die Übertragung von Erkenntnissen aus der Biologie in die Technik verfügt die Bionik über alle Voraussetzungen, um den neuen Bildungsstandards der Schulen gerecht zu werden. Insbesondere für den fächerübergreifenden Unterricht ergeben sich viele Möglichkeiten für eine lebendige Unterrichtsgestaltung. ...weiterlesen "Bionik in der Schule"

Entstehung von Tropfsteinhöhlen

Martina Rüter29. Mai 201514. August 2020

Kalkgebirge mit unterirdischer Höhlenlandschaft
Tropfsteine finden sich ausschließlich in Höhlen der Karstlandschaften. Der Begriff „Karst“ leitet sich von der Landschaftsform des Karst-Gebirges ab, welches sich von Slowenien über Italien, Kroatien bis zu den Dinarischen Alpen erstreckt. Ebenso wie zum Beispiel die Kalkalpen, die Schwäbische und Fränkisch Alp, besteht eine Karstlandschaft aus Kalkstein. Es handelt sich bei Kalkstein um ein Sedimentgestein, welches sich aus den sterblichen Überresten von beispielsweise Schalentieren und Korallenriffen bildet. ...weiterlesen "Entstehung von Tropfsteinhöhlen"

Fels- und Topfsteinhöhlen in NRW

Martina Rüter28. Mai 201514. August 2020

Kluterthöhle, ©Martina Rüter — Kluterthöhle, Ennepetal ©Martina Rüter

In Nordrhein-Westfalen gibt es neun Schauhöhlen. Eine Höhlenbesichtigung kann weit mehr als die reine natürliche Schönheit der Höhle bieten und stellt somit ein beliebtes Ausflugsziel dar. Eine Höhle ist ein natürlich entstandener unterirdischer Hohlraum, der groß genug ist, um von Menschen betreten zu werden und länger als fünf Meter ist. Schauhöhlen sind Höhlen, die von Besuchern besichtigt werden können. Viele dieser Höhlen sind nicht nur natürlich schön, sondern bieten den Besuchern ein attraktives und abwechslungsreiches Programm. ...weiterlesen "Fels- und Topfsteinhöhlen in NRW"