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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Mechanische Naturkonzepte



Runzelrübe
01.07.2011, 16:16
Ich würde gern ein Thema anfangen, in dem wir einige aus (astro)biologischer Sicht interessante biomechanische Funktionen sammeln könnten, die sich ihren Weg durch die Evolution gekämpft und bis heute behalten haben.

Den Anfang wird wohl das Schraubgewinde machen, das nach neuesten Erkenntnissen wohl doch in der Natur existiert - und zwar nicht erst seit gestern.

Schraubgewinde lassen Käfer besser klettern (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,771491,00.html)

SRMeister
01.07.2011, 19:23
Hallo Runzelrübe,
sehr interessanter Artikel ist das. Als Maschinenbauer sehe ich da aber keine Schraube, auch wenn es gewisse Ähnlichkeiten in der Form gibt. Eine Schraube hat in der Mechanik die Funktion, Kräfte in axialer Richtung aufzunehmen, oder eine Einstellmöglichkeit in dieser Richtung zu bieten.
Hier sehe ich viel mehr ein sehr raffiniertes Gleitlager, welches eine Drehung um nur eine Achse erlaubt - anders als bei (zB.) Säugetieren wo die Gleitlager quasi einen Freiheitsgrad mehr haben, durch ihre Kugelgelenk-Form, die auch in der Technik gerne angewendet wird - zB. bei den Schaltstangen unter dem Schalthebel im Auto :)

Insgesamt ein extrem interessantes Thema wie ich finde. Man sollte vllt. auch die Optik nicht ausgrenzen. Kleines Beispiel: In modernen Großteleskopen werden Mikrolinsenarrays für die adaptive Optik verwendet. Das Prinzip findet man ja auch bei Insektenaugen.

Kibo
01.07.2011, 19:32
Hi,
Je nach dem was du unter mechanik verstehst kanns dieser thread sehr groß werden (und fast alle nennenswerten erfindungen der Natur enthalten) oder schon nach dem dritten Post aufhören. naja hier ein paar
Das Rad (http://www.youtube.com/watch?v=Aayb_h31RyQ), Geißelantrieb (http://de.wikipedia.org/wiki/Geißel_(Biologie)), Muskeln (http://de.wikipedia.org/wiki/Muskeln), Flossen (http://de.wikipedia.org/wiki/Flosse), Flügel (http://de.wikipedia.org/wiki/Flügel_(Vogel)),Rückstoß (http://de.wikipedia.org/wiki/Flosse) und noch mal aber anders (http://de.wikipedia.org/wiki/Perlboote) ja sogar die Ballistik (http://de.wikipedia.org/wiki/Bombardierkäfer) ist den Tieren bekannt
Ich weis nicht ob es Sinn machen würde die Unmenge an Gelenken aufzuzählen

mfg

SRMeister
01.07.2011, 19:58
Hi Kibo,
Es soll ja um Astrobiologie gehen.
In diesem Kontext kann man sicher festhalten: Das Rad wurde von der Biologie auf der Erde nicht erfunden und es wird wahrscheinlich auch anderswo nicht erfunden worden sein.
Das eingangs erwähnte Gelenk ist tatsächlich eine Art "Rad" im Sinne das es eine relativ unbeschränkte Rotation um eine Achse erlaubt. Relativ bedeutet hier: 130° ist mehr als bei anderen Gelenken, aber immernoch sehr weit entfernt von einem richtigen Rad, in dem Sinne, dass eine Drehung bedeutend mehr als um 360° möglich wird.
Dazu müsste das "Rad", also alles hinter dem Gelenk, totes Gewebe sein, denn eine lebendige Verbindung ist nicht möglich, bzw. tut sich die Natur schwer damit.
Eine Spinne die sich den Hang herunter rollen lässt kann man zwar als Rad betrachten, mit Mechanik hat das dann aber nichts zu tun.

grüße

Runzelrübe
02.07.2011, 00:42
Hi SRMeister und Kibo,

der Start ist mir wohl leider nicht ganz geglückt. Mein ursprüngliches Ansinnen wird jedoch glücklicherweise durch die Worte von SRMeister gut beschrieben. :)
Mir geht es nicht in erster Line um atomare Prinzipien sondern um evolutionär bedingte Entwicklungen hin zu komplexen biologischen Kopien von Werkzeugen, deren Nutzen wir als Menschen sehr schätzen, die aber wohl nicht durch uns erfunden wurden.

Ein viel treffenderes Beispiel anstelle des Schraubgewindes wäre wohl die Zange gewesen. Sie existiert als Greifwerkzeug (Krebse) oder auch zum Zerschneiden. Jede Art von Schnabel oder Kiefer ist ebenso eine Zange. Dort werden Kräfte aktiv umgelenkt und abgeleitet, so dass ein (der Zange gegenüber) zerstörungsarmes Bearbeiten von Materialien ermöglicht wird.

Und ja, die Auflistung könnte durchaus sehr umfassend werden... mir ist nur noch nicht bewusst, wie ich die Kriterien eingrenzen könnte.

Bernhard
02.07.2011, 01:00
mir ist nur noch nicht bewusst, wie ich die Kriterien eingrenzen könnte.
Hallo Runzelrübe,

um das Thema von impliziten weltanschaulichen Aspekten zu befreien, könntest Du das Thema mehr an dem Begriff Bionik (http://de.wikipedia.org/wiki/Bionik) festmachen.

Bionik wird auch in der technischen Industrie immer wieder heftig diskutiert und erforscht und ich denke, dass sich dort noch so etliche Anwendungen durchsetzen werden. Für Kfzs gibt es z.B. mittlerweile sehr hochwertige Nanoversiegelungen mit interessanten Eigenschaften. Die Pflege solcher Oberflächen ist z.B. deutlich leichter und komfortabler zu bewerkstelligen, als bei unbehandeltem Autolack. Es läßt sich damit (glaube ich) auch der Wasserverbrauch bei der Autopflege reduzieren.
Gruß

CAP
02.07.2011, 11:14
Nochmal zum Rad:
Der Geiselantrieb von Eukaryoten funktioniert wenn ich mich recht erinnere über eine Art Zahnrad. Das Rad wird zwar nicht so genutzt wie bei Autos etc, aber es ist ein um 360° rotierendes Teil. Dieser Mechanismus wurde übrigens auch mal als Beweis herangezogen, dass es die Evolution, wie wir (oder zumindest die meisten(hoffentlich) hier im Forum) sie verstehen nicht geben kann, da dieser Mechanismus relativ komplex ist und es bisher keine Zwischenstufen von Geiselantrieb und Nichtantrieb gibt. Und eine Mutation die so ein komplexes Gerät mit einem Mal herbeiführt ist durchaus schwer vorstellbar.