Einfuhrung

Die Sonnenblume besitzt die Eigenschaft, ihren Kopf standig der Sonne zuzuwenden. Kann man dieses "Verfolgungsprinzip" zur Speisung der Sonnenbatterien in kosmischen Forschungslaboratorien kopieren ? Die Ingenieure beschaftigen sich damit.

Aber auch in anderer Weise lernen die Ingenieure von Naturformen. Da ist zum Beispiel in der Sowjetunion das Modell Pinguin entwickelt worden, ein schneegangiges Fahrzeug, das nichts mehr mit einem Schlitten und nur noch wenig mit einem Automobil zu tun hat. Bei seiner Konstruktion wurde das "Pinguinprinzip" angewendet. Dieser originelle Vogel bewegt sich im lockeren Schnee, indem er auf dem Bauch liegt und sich mit den flugelartigen Flossen wie auf Skistocken absto?t. Dieses Gleitprinzip ist fur das neue Fahrzeug ubernommen worden. Es liegt mit dem Boden - dem Bauch - auf der Schneeflache, und zwei Radschaufeln sto?en es vorwarts. Es gleitet muhelos uber lockeren, hohen Schnee, sinkt nicht ein, ist leicht lenkbar und erreicht eine Hochstgeschwindigkeit von 50 km/h. Es ubertrifft bei weitem die motorisierten Scheefahrzeuge alter Art und wird zur Zeit mit gro?em Erfolg auf unseren antarktischen Stationen verwendet.

Diese Beispiele zeigen, wie die neue Wissenschaft nicht nur zu erklaren versucht, was bisher unerklarlich war, sondern da? sie dem Menschen und seiner Technik alles das nutzbar machen will, was die Natur in anderen Organismen ausgebildet hat.

Die architektonische Bionik.

Die architektonische Bionik ist noch junger. Doch auch auf diesem Gebiet zeigt das Erreichte mit aller Deutlichkeit, welche gewaltigen Moglichkeiten dieser Wissenszweig in sich birgt.

Bienen- und Wespenwaben bestehen aus Zehntausenden sechseckiger Zellen, die in parallelen Reihen angeordnet sind. Der Boden einer jeden Zelle wird aus drei Rhombenflachen gebildet, die eine Pyramide ergeben. Fuhrende Mathematiker haben wiederholt die Abmessungen der Bienenwaben mit hochster Prazision bestimmt und sind jedesmal zu dem gleichen Schlu? gekommen: Alle spitzen Winkel der drei Rhombenflachen haben eine Gro?e von 70°32?. Die Wissenschaftler haben nachgewiesen, da? bei der sechseckigen Form gerade dieses Winkelma? das gro?te Fassungsvermogen der Wabenzelle bei geringstem Materialverbrauch ergibt.

In ihrer Jahrmillionen wahrenden Entwicklung haben die Bienen gewisserma?en "empirisch" die sparsamste und zugleich geraumigste Gefa?form fur die Aufbewahrung des Honigs gefunden.Sowjetische Ingenieure haben einen wabenformigen Getreidespeicher entwickelt, der sich rasch und einfach bauen la?t. Schon beim ersten solchen Wabenspeicher, der die Gro?e eines 15geschossigen Hauses hat und in Kupino (in der Steppe bei Nowosibirsk) steht, kam man mit weitaus weniger Beton aus als sonst. Dabei ist die Konstruktion wesentlich stabiler. Bei einem noch vollkommeneren Getreidespeicher mit Wabenkonstruktion, der in Zelinograd (Kasachstan) gebaut wurde, wurden etwa 30 Prozent weniger Beton verbraucht als bei einem gewohnlichen Getreidespeicher und der Arbeitsaufwand war nur halb so gro? ! Der Wabenspeicher wurde zum Typenprojekt erklart.

In nachster Zeit schon werden in der Rusland - Wabenform folgend - sechseckige Verwaltungsgebaude und Wohnhauser aus getypten Bauelementen montiert werden.

Siliziumneuron.

Es gibt Aufgaben, zum Beispiel, das Unterscheiden der komplizierten visuellen Bilder, mit denen sogar Supercomputer mit Muhe fertig werden. Fur uns existiert hier aber keine Schwierigkeit. Kurzum ist Elektronenrechner vorlaufig nicht imstande, mit einem Menschen zu wetteifern.

Das ist aber nur vorlaufig. Wenn man doch ein gro?es Massiv der gemeinsam arbeitenden Prozessoren nimmt, kann man eine Art der Analoga von Neuronnetzen. Solche Systeme, die man "Neurocomputer" nennt, sehen in vielem einem Gehirn ahnlich: erstens unterbricht die Beschadigung einzelner Elemente die Arbeit des ganzen Komplexes nicht; zweitens wird die Information in ihnen in keiner einzigen Position und nicht aufeinanderfolgend aufbewahrt und bearbeitet, sondern verteilt und parallel; drittens werden sie nicht so programmiert, wie an Beispielen gelehrt, fur die Losung dieser oder jener Aufgabe selbstgestimmt.

Die Neurocomputer werden naturlich die Digitalrechenmaschinen nicht ersetzen, und nur sie in puncto des intuitiven Denkens in den Maschinen der funften Generation erganzen. Viele Fachlaute, die sich durch Neurophisiologie fortrei?en lassen, schatzen zwar die Moglichkeiten der Neurocomputer uberaus skeptisch ein: man legt ja zu vereinfachte Vorstellungen von einem realen Neuron der Arbeit dieser Einrichtungen zugrunde.

Die Wissenschaftler aus der Kalifornischen technologischen Hochschule und der Universitat in Oxford, die Fertigungstechnik der Integralschaltungen benutzend, haben aber an einem Siliziumkristall das Verhalten eines richtigen Neurons modelliert. Die Dynamik der Prozesse, die in einer Schaltung aus Transistoren vor sich gehen, ist denen ahnlich, die auf der Membrane einer Nervenzelle, und auch in Synapsen zu beobachten sind. Es wird zum Beispiel der Effekt der Gewohnung wiedergegeben - bei der vielfachen Einwirkung wird die Anregungsschwelle hoher.

Auf einer nagelgro?en Platte kann man Hunderte von solchen "Halbleiterneuronen" unterbringen, die auf das Millionfache hoher, als richtige funktionieren. Wahrscheinlich werden diese "Neurochips" eine Elementarbasis der Computers der sechsten Generation. So hat man in Japan ein nationales Programm der Bildung eines kunstlichen Neurointellektes bekanntgemacht, der wie man glaubt, der japanischen Gesellschaft ermoglichen wird, in einen gewissen idyllischen, "rosa" (englisch - pink) Zustand zu ubergehen - PINK Society. Die Abbreviatur PINK versteht darunter: Psychological-Intelligent-Neural-Knowledge. Anders gesagt mussen im Entwurf die Errungenschaften der Neurobiologie und Logik, und Psychologie, und Sprachwissenschaft ... berucksichtigt werden.

Da zeigen sich schon die Umrisse der Maschinen der siebten Generation, wo man Information auf einem Molekularniveau bearbeiten wird. Die Zeit, wenn Bioniker sehr nahe an die Modellierung des Denkens herangehen werden, ist nicht allzuweit.

Schlu?folgerung.

Wurde in der Technik der Vergangenheit das Material der Natur nur als Roh-, Bau- und Werkstoff oder die blo?e Muskelkraft der Tiere genutzt, so eroffnet sich jetzt sogar die Moglichkeit, naturliche Organismen in technischen Systemen zu verwenden.