Bionik – når teknologi efterligner naturen
Vi kan med fordel kigge Moder Jord over skulderen, når vi leder efter nye måder at løse problemer på, mener dansk forsker, der kalder naturen for »en idébank af rang«.

Der findes masser af eksempler på bionik: Leonardo Da Vinci var inspireret af fugle, da han omkring år 1500 designede flyvemaskiner. For 70 år siden blev velcro opfundet, da en ingeniør undrede sig over, hvordan burre-planters 'behårede bolde' kunne klæbe sig til hans bukser. Lige nu arbejder forskere på at udnytte edderkoppers stærke spind til at lave skudsikre veste. (Illustration: Mette Friis-Mikkelsen)

Vi mennesker har en enestående evne til at udvikle ny teknologi, der kan gøre livet nemmere for os.

Men vi behøver ikke altid selv at opfinde den dybe tallerken.

Dyr og planter har gennem tiden udviklet sig og løst mange af de problemer, som vi tumler med i hverdagen, og det skal vi lade os inspirere af, mener lektor Torben Lenau fra DTU Management på Danmarks Tekniske Universitet.

Han er uddannet ingeniør og forsker i det, som på fagsprog kaldes bionik eller biomimetik – at forstå og efterligne naturen.

»Jorden er en idébank af rang«

»Forestil dig et ur, hvor man ser Jordens historie på 4,6 mia. år omregnet til 24 timer. Der har mennesket kun levet i det sidste halvandet minut,« siger Torben Lenau og fortsætter:

»I de 4,6 mia. år har der i mere end halvdelen af tiden været levende organismer. Der har godt nok levet mange dyr og groet mange planter i al den tid, og naturen har gennem evolution fundet på løsninger til rigtig meget.«

»Det vil sige, at Jorden simpelthen er en idébank af rang. Der har været så meget trial and error, der er så meget, der er blevet prøvet af, og der er så meget, der er blevet optimeret til at klare ekstreme problemstillinger. Man er da lidt dum, hvis man ikke går ud og bladrer i den der enorme idébank,« siger han.

Fra pels til tøj og fugle til fly

Fakta

Bionik kaldes også biomimetik, der er afledt af de græske ord bios og mimestei, som betyder henholdsvis liv og at efterligne. Ordet bionik menes at være en sammenskrivning af biologi og elektronik eller mekanik. Især på engelsk dækker ’bionics’ også mere snævert over erstatning af dele af kroppen med kunstige lemmer og elektromekaniske komponenter.

Opfindsomme mennesker har da også ladet sig inspirere af naturen i tusindvis af år – i hvert fald på et basalt niveau. Når Torben Lenau underviser og holder foredrag om bionik, plejer han at indlede med at vise et billede af et får, der har is i pelsen.

»Da jeg så billedet første gang, tænkte jeg: Nå ja, jamen altså for pokker, hvordan fandt man på at lave tekstiler oprindeligt? Når man kigger på et får eller et andet dyr med pels ude i naturen, skal man jo ikke være særlig klog for at finde ud af, at de holder varmen om vinteren. OK, næste skridt er at slagte dyret og tage pelsen på, og tredje skridt er at barbere dyret og lave tekstil ud af pelsen,« siger han.

Et af de mest kendte eksempler på bionik er Leonardo Da Vincis tegninger af flyvemaskiner fra omkring år 1500. Den italienske videnskabsmand var fascineret af fugle og studerede fuglevinger og flagermusevinger, som han imiterede i mere end 100 skitser af fly og helikoptere, som andre senere har bygget.

Ny videnskabelig disciplin

Siden da har mere eller mindre tilfældige opdagelser i naturen inspireret til et hav af opfindelser.

Velcro blev skabt efter en schweizisk ingeniør i 1941 vandrede i Alperne, hvor ’behårede bolde’ fra burre-planter blev ved med at klæbe sig til hans hund og hans uldbukser, og lotusblomstens utrolige evne til at holde sine blade helt rene gav nanoteknologer idéen til at skabe selvrensende overflader i slutningen af 1900-tallet.

»Det, at være fascineret af naturen og gerne ville efterligne den, er noget, man har gjort længe. Men at lave det til en egentlig videnskabelig disciplin, hvor man gør det mere systematisk, det er relativt nyt,« siger Torben Lenau.

Når han udvikler produkter inspireret af naturen, går han da også videnskabeligt til værks, men ingeniøren kan ikke klare det hele selv. Han følger derfor en sirlig metode, hvor han skridt for skridt involverer alt fra bibliotekarer og biologer til kemikere og producenter i udviklingsprocessen, der kan have to udgangspunkter:

  1. Top down, hvor man starter med en praktisk problemstilling, der skal løses, hvorefter man leder efter inspiration i naturen.
     
  2. Bottom up, hvor man falder over en særlig egenskab ved et dyr eller en plante, som man studerer og finder ud af, hvad den kan bruges til.

Bionikken spirer i Danmark

Dyr bruger deres pels til at holde varmen. Den idé har mennesker kopieret ved i første omgang at tage dyrenes pels på og senere ved at lave tekstiler. (Foto: Colourbox)

Den tværvidenskabelige metode stammer fra Tyskland, hvor ingeniør- og biologiinstitutter har samarbejdet om at drive bionik frem som forskningsfelt i løbet af de sidste 50-60 år. I England og USA er bionik også udbredt, men herhjemme er der ikke mange, der som Torben Lenau forsker specifikt i bionik.

»Det er først ved at blive etableret som et egentligt forskningsfelt i Danmark nu. Der findes enkeltstående forskningsprojekter, som udnytter en teknik fra naturen, og det kan være, at de kalder det bionik som et tillægsord, men de definerer det egentlig ud fra, om det nu er noget optik eller noget mekanik.«

»Med det, som jeg laver, prøver jeg at sige, at det er bionikken, der er centrum, og som bliver brugt som inspirationskilde i et produktudviklingsforløb. Det er i sin start herhjemme, men det er ved at lette,« siger Torben Lenau.

»Vi kan gøre det bedre end naturen«

Han er overbevist om, at bionikken har et stort potentiale og kommer til at fylde mere og mere på universiteterne i fremtiden.

»Jeg tror, at vi kommer til at bruge flere kræfter på at forstå naturen og lave systemer, som kan gøre det mindst ligeså godt. Jeg tror egentlig, at vi på et tidspunkt kan gøre det endnu bedre end naturen. Vi mennesker er jo benådet med den gave, at vi kan tænke, så vi kan hitte på endnu mere. Så det handler om at forstå alt det ude i naturen og så tilføre det, som vi selv har opfundet som f.eks. hjulet,« siger han.

I de kommende dage fortæller vi mere om, hvordan Torben Lenau helt konkret bruger naturen til at udvikle produkter og teknologier, samt hvilke planter og dyr vi med stor succes allerede har efterabet.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker