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Ein neuer Ansatz für die Organisation von Containerhäfen orientiert sich am Verhalten der Ameisen. Die Tiere bestimmen sich in ihren Tätigkeiten weitgehend selbst und brauchen keine Steuerung von oben. Dieses Prinzip griff Albert Douma von der niederländischen Universität Twente auf und entwickelte ein System, das im Rotterdamer Hafen die Abfertigung der Containerschiffe beschleunigen soll. Demnach lädt jedes Schiff seine Container bei verschiedenen Terminals in der Reihenfolge auf oder ab, die am wenigsten Zeit braucht. Wartezeiten im Hafen können zudem sinnvoll für andere Aufgaben genützt werden, zeigte sich in nachgestellten Simulationen der Methode.
Doumas Herangehensweise beruht auf vielen sich selbst organisierenden Akteuren, vergleichbar mit einem Ameisenbau. Ein Software-Programm übernimmt die im Hafen üblichen Verhandlungen. Wie die Ameisen ist das Programm jedoch in der Zahl der erledigbaren Aufgaben stark beschränkt. Es ermittelt die besten Optionen für die Schiffe, hat aber sonst keinen Überblick über das Ganze. Die Schiffe und Terminals als Akteure in diesem Programm verhandeln im Zusammenspiel über die Reihenfolge der Abfertigung. Dabei berücksichtigen sie sowohl die nötigen Zeiten für Wartung der Schiffe als auch die totale Wartezeit und Abfertigungszeit bei allen Terminals, die im Moment verfügbar sind.
Simulationen des Programms bei realistischen Hafensituationen ergaben eine wesentliche Verringerung der notwendigen Aufenthaltszeit der Schiffe im Hafen im Vergleich zum heutigen Terminalsystem.
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Die dicken Runzeln in durchsichtigen Libellenflügeln dienen nicht nur dazu, den zarten Konstruktionen mehr Stabilität zu verleihen: Sie verbessern auch den Gleitflug. Weil die Riefen kleine zirkulierende Luftkammern erzeugen, erreichen Libellenflügel zum Teil sogar mehr Auftrieb als glatte, technisch optimierte Gleitflügel, berichten US-Forscher. Sie hatten das Flügelprofil der Blaugrünen Mosaikjungfer (Aeschna cyanea), einer weit verbreiteten Libellenart, im Computermodell strömungsdynamisch untersucht. Die Luftkammern sorgen für Bereiche niedrigen Luftwiderstands, die den Auftrieb erzeugenden Luftstrom der Umgebungsluft über den Flügel unterstützen.
"Die Simulationen zeigen, dass die geriefte Tragfläche vergleichbaren und manchmal größeren Auftrieb erzeugt als die Profil-Tragfläche, bei einem vergleichbaren Luftwiderstand", schreibt das Team um Abel Vargas im Fachblatt "Bioinspiration and Biomimetics". Die Luftfahrtingenieure der George Washington University empfehlen, derartige Flügel für kleine Gleiter, etwa für Miniflieger, die zu Aufklärungs- und Überwachungszwecken eingesetzt werden.
Autor Dörte Saße/Bioinspiration and Biomimetics, GWU

Es ist ein Schwanztrick, der die Geckos, zusätzlich zu besonders geschickten Kletterern macht. Dass sie äußerst behände selbst glatte, senkrechte Flächen hinauf huschen können, bewerkstelligen sie nicht nur mit den Saugnäpfchen an ihren Füssen, sonder mit dem Schwanz. Mit ihm stützen sie sich geschickt ab, wenn sie drohen, ins Schleudern zu geraten. Sie benutzen ihn dann wie ein fünftes Bein, haben amerikanische Biologen mithilfe von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen beobachtet. Sollten die flinken Reptilien dennoch einmal den Halt verlieren, ist es wiederum der Schwanz, mit dessen Hilfe sie sich in der Luft drehen, um auf allen Vieren zu landen. Diese Erkenntnisse, welche die Forscher im Fachblatt "PNAS" beschreiben, könnten bei der Verbesserung technischer Geräte wie Kletterrobotern oder Raumgleitern helfen.
"Als wir all unsere Geckos über perfekte Oberflächen laufen ließen, rutschten sie niemals aus und gebrauchten auch ihren Schwanz nicht", erzählt Robert J. Full von der University of California in Berkeley. "Aber wenn wir eine rutschige Stelle einsetzen, stellten wir fest, dass sie eine aktiven Schwanz haben, der wie ein fünftes Bein funktioniert und sie davor schützt zurückzukippen. Das ist eine unentdeckte Funktion für Schwänze, die uns viel darüber erzählt, wie ein aktiver Schwanz das Verhalten von Wirbeltieren beeinflussen kann." Die Biologen hatten Geckos der Art Cosymbotus platyurus mit Hochgeschwindigkeitskameras dabei gefilmt, wie sie senkrechte Flächen empor kletterten.
In kritischen Situationen wie zum beim Überqueren rutschiger Stellen spielt der Schwanz eine entscheidende Rolle, beobachteten die Forscher. Sie waren überrascht, dass die Tiere sich mithilfe des Schwanztricks bis zu 60 Grad zurück neigen, auf die vertikale Fläche zurückkehren und die rutschige Stelle überqueren können. Wenn ein Gecko mit einem Fuß den Halt verliert, kommt der Schwanz ins Spiel. Er tippt dann mit dem Schwanz auf die Oberfläche, um ein Zurückkippen zu verhindern, bis die Zehen erneut Halt gewinnen können. Das alles spielt sich im Bereich von Millisekunden ab - Geckos können eine Wand mit einer Geschwindigkeit von einem Meter in der Sekunde hinauf rennen, wobei sie ihre Zehen etwa 30 Mal in der Sekunde aufsetzen und wieder ablösen. Bei größeren Problemen flachen die flinken Tiere ihren Schwanz sogar ab und setzen ihn ähnlich wie einen Fahrradständer ein, um ihre Position zu stabilisieren.
Wenn die Tiere trotz des geschickten Schwanzeinsatzes den Halt einmal völlig verlieren und fallen, ist es ebenfalls der Schwanz, der sie rettet: Dann bringt dieser sie mit einer schnellen Bewegung in die richtige Haltung, um unbeschadet auf allen Vieren landen zu können. In der Natur hilft ihnen dieses Manöver vermutlich dabei, in brenzligen Situationen von einem Ast zu gleiten und so einem Räuber zu entkommen. "Diese Entdeckung ist ein weiteres Beispiel dafür, wie Grundlagenforschung zu unerwarteten Anwendungen führen kann", erklärt Full. Beispiele seien etwa neue Kletter- und Gleitroboter, hochgradig manövrierfähige, unbemannte Luftfahrzeuge oder sogar energieeffiziente Kontrolle von Raumfahrzeugen.
Quelle: "Active tails enhance arboreal acrobatics in geckos", Robert J. Full et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences, (Vol. 105, S. 4215) / Übersetzt von Cornelia Pfaff

und Dauerüberwachung. Das ist das Projekt Sesam. Andrea Strässle hat sich damit befasst und alle Punkte der Feindseligkeit, mit der dem Projekt begegnet wird, aufgelistet. Für den forschenden Wissenschaftler ist das Projekt ein Segen - und eine Lebensaufgabe. Wer in dieser Form daran beteiligt ist, hat ausgesorgt; er darf forschen auf Teufelkommraus.
Sesam ist ein ehrgeiziges Projekt - und eines, das lukrative Gewinne verspricht, auch wenn dieser Punkt immer wieder in Abrede gestellt wird.
Das Projekt Sesam aber ist nach meiner Ansicht nur ein erster Versuch mit 3000 Menschen in Richtung totale und schließlich totalitäre Überwachung und Lenkung. Das Ziel ist die Vermassung der Menschen, die Vereinheitlichung, die Nivellierung nach unten. Man meint, aus der Bionik gelernt zu haben, dass das Schwarmverhalten von Fischen, Bienen, Ameisen auf Menschen übertragbar wäre. Was noch fehlt, ist der Beweis. Und wie sonst, wenn nicht so, könnte man ihn erschaffen?

Bionik erforscht die genialen Erfindungen der Schöpfung und versucht, diese für die Menschheit nutzbar zu machen. Vieles von dem, was Techniker heute noch für utopisch halten, hat die Evolution in ihren "Labors" längst verwirklicht - und verbessert, was sie bereits kreiert hat, laufend.
Doch wenn wir von Bionik sprechen, denken wir fast ausschliesslich an technische Produkte. Doch Unternehmen und Führungskräfte können von ihr ebenfalls profitieren. Kein von Menschen erfundenes System wirtschaftet so erfolgreich und ökonomisch wie die Natur. In den Bereichen Organisation, Verkauf und Ressourcenmanagement können Unternehmen nur lernen von der Natur. Zum Beispiel von Wölfen, Bienen, Delfinen und anderen mehr.
Das und mehr finden Sie in dem Buch "Faszination Bionik", herausgegeben von Kurt Blüchl und Fredmund Malik, dessen Inhalt folgendermassen zusammengefasst wird:

Gäbe es einen Nobelpreis für die aussichtsreichste Zukunfts-Disziplin, wäre die Bionik eine der heißesten Anwärterinnen. Die neue Wissenschaft erforscht die genialen "Erfindungen" der Schöpfung und versucht, diese verblüffend kreative Ideenbörse für die Menschheit nutzbar zu machen. Die Natur kennt weder Energie- noch Rohstoffsorgen, weder Müllhalden noch lebensbedrohliche Umweltbelastungen. Auch Hunger und Arbeitslosigkeit, Überbevölkerung und Kriege hat die Natur im Verlauf ihrer Entwicklung vermieden beziehungsweise gar nicht erst entstehen lassen. Andererseits liegen Millionen Produkte und Verfahrensweisen - über unvorstellbar lange Zeiträume in zahllosen Testreihen erprobt und bewährt - unerforscht und in ihrer überwiegenden Mehrzahl auch noch völlig unerkannt in den technischen Schatztruhen der Natur verborgen. Unbeschreiblich viel Entwicklungsarbeit, Zeit und Geld hätte sich der Mensch sparen können, wäre er schon viel früher daran gegangen, die genialen Problemlösungen der Schöpfung großtechnisch zu nutzen.

Nachgebildete Schnurrbarthaare sollen Roboter der Zukunft noch sensibler machen. Forscher der Northwestern University in Evanston/Illinois haben solche artifiziellen Schnurrbarthaare aus Federstahl nachgebaut, berichtet das Wissenschaftsmagazin Nature. In Zukunft sollen Roboter damit ausgestattet werden, um noch genauere Daten zu sammeln - etwa bei der Erkundung fremder Planeten, in der Tiefsee oder gar im Inneren von Pipelines.
Joseph Solomon und Mitra Hartmann haben sich die Rattenschnurrbärte genauer angesehen und festgestellt, dass diese die dreidimensionale Form von Objekten erfassen können. "Die mysteriöse Koordinate war jene der Abmessungserfassung", meint die Biomechanikerin Hartmann. Wenn die Ratten Oberflächen abtasten, drehen sie die einzelnen Schnurrbarthaare so lange, bis sie irgendwo anstoßen. Dadurch sind sie in der Lage, die genaue Position von Gegenständen zu erfassen. Die Seehundbarthaare funktionieren etwas anders, da sie auf Strömungsveränderungen reagieren. Beide Barthaare arbeiten allerdings nach dem gleichen Prinzip, nämlich, dass die Haare bei Auftauchen eines Gegenstandes gebogen werden, weil Kräfte auf diese Sensoren wirken.
In den Versuchen konnten die Wissenschaftler feststellen, wie exakt diese Sensoren bei den Tieren funktionieren. Die künstlichen Barthaare der Ratte waren vier unterschiedlich lange Drähte aus Federstahl, die am Ende mit Dehnungsmesser versehen waren. In ersten Tests erwiesen sich diese als optimal geeignet, die tatsächliche Form des Objekts festzustellen. Für die Untersuchung der Strömungshärchen veränderten die Wissenschaftler die Versuchsanordnung. Dabei wurden je vier Kunststoffbarthaare versetzt an zwei verschiedenen Balken befestigt. Als Luft über die künstlichen Barthaare geblasen wurde, konnten sie die Strömungsgeschwindigkeit mithilfe der Dehnungsmesser genau errechnen. Die Forscher vermuten, dass die Veränderungen des Biegemoments in der Natur das Vibrationssystem der Barthaare ergänzt, mit dem Tiere die Beschaffenheit von Oberflächen wahrnehmen. In weiterer Folge sollen die künstlichen Barthaare so verfeinert werden, dass man Strömungen auch in 3D darstellen kann. Diese Anwendungen würden sich optimal dafür eignen, um Blockaden in Pipelines schnell aufzuspüren.
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Spinnen verwenden wie Fliegen kleine Hafthärchen, um sich an glatten Oberflächen festzuhalten. Nun haben Forscher des Max Planck Instituts für Metallforschung etwas völlig Neues entdeckt: Vogelspinnen produzieren in ihren Beinen eine Haftseide, die es ihnen erlaubt auch auf glatten Oberflächen zu laufen, berichtet das Wissenschaftsmagazin Nature.
"Wir haben dieses Phänomen zufällig entdeckt", so Co-Autorin Senta Niederegger, die am Institut für forensische Medizin an der Universität Jena tätig ist. Die Wissenschaftler hatten die Petrischale mit der mittelamerikanischen Vogelspinne Aphonopelma seemanni während der Mittagspause im Labor zurückgelassen. "Die Videokamera lief allerdings. Und als wir zurückkamen, fanden wir diese Fäden", schildert die Forscherin. Untersuchungen der Videobänder ergaben dann, dass die Spinne in ihren Beinen die etwa einen Mikrometer dicken Seidenfäden herstellen kann. Die Fäden sind etwa 100 Mal dünner als ein menschliches Haar. In den Untersuchungen konnten die Wissenschaftler sehen, dass die Spinne diesen Haftfaden dazu verwendet hat, um auf der Glaswand hinaufzuklettern und nicht seitlich abzurutschen.
"Die Spinne ist ziemlich gross und misst ohne Beine acht Zentimeter", so Niederegger. Interessant war das Phänomen deshalb, weil es bisher keinen Hinweis anderer Spinnenarten auf diese Haftseide gab. Die Forscher waren davon ausgegangen, dass die Hafthärchen allein ausreichend waren für das Laufen auf glatten Oberflächen. "Möglicherweise hatten alle Spinnen diese Haftseidenproduktion, die allerdings während der Evolution verloren ging", so Studienleiter Stanislav Gorb. Seide wird in einem Organ hergestellt, das sich Spinneret nennt und im Abdomen der Spinne befindet. Gorb nimmt an, dass sich die Spinnerets aus den Beinfortsätzen entwickelt haben. "Die Entdeckung, dass die Seide direkt aus den Beinen kommt, bestärkt die Hypothese", meint der Wissenschaftler. Unklar bleibt aber, ob die Fuß-Seide vor dem Spinneret entstanden ist, oder ob Vogelspinnen es eigenständig entwickelt haben. Vogelspinnen bauen kein Netz, sondern jagen ihre Beute, beissen sie mit ihren Giftzähnen und saugen sie dann aus.
Interessant ist die Entdeckung aber auch in anderer Hinsicht. "Wir wissen noch nicht, aus welchem Material diese Spinnfäden genau sind", erklärt Niederegger. Interessant sei in diesem Zusammenhang auch die Entschlüsselung der Klebrigkeit dieser Seide. Niederegger, die Expertin für Bionik ist, sieht in diesem Zusammenhang auch eine Chance neue Werkstoffe zu entwickeln. "Genau kann man allerdings noch nicht sagen, welche Anwendungsmöglichkeiten es für den Stoff gibt." Das Hauptaugenmerk lag zunächst einmal in der Entstehungsgeschichte dieser Fähigkeiten. In weiterer Folge wollen die Forscher nun der Produktion der Seide auf die Spur kommen.
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Wissenschaftler vom Biozentrum der Universität Würzburg haben festgestellt, dass Maden mit ihrem einfachen Nervensystem zu erstaunlichen Verhaltensleistungen fähig sind. Die nur drei Millimeter grossen Larven der Taufliege Drosophila können durch Erfahrung lernen, dass ein bestimmter Geruch zuckerhaltige Nahrung verspricht, ein anderer dagegen nicht. Sie können diese Information im Gedächtnis behalten. Die Forschungsergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Proceedings of the Royal Society veröffentlicht.
"Wenn die Maden den ersten Duft später erneut riechen, werden sie sich daran erinnern, dass er das Vorhandensein von süßem Futter signalisiert", so der Studienautor Bertram Gerber. Bevor die Tiere sich zur nächsten Nahrungsquelle aufmachen, "überlegen" sie, ob es überhaupt Sinn mache, sich in Richtung Duft zu bewegen. Sässen die Larven zu diesem Zeitpunkt ohnehin schon auf einem Haufen süssen Futters, würden sie keinen Schritt in Richtung Zuckerduft tun. "Nur wenn ihnen im Moment kein Futter zur Verfügung steht, machen sie sich auf den Weg zur neuen Nahrungsquelle."
Daraus schließen die Wissenschaftler, dass die Larven die Informationen aus ihrem Gedächtnis nur dann in Verhalten umsetzen, wenn ihnen das etwas bringt. Dass zwischen dem Abrufen des Gedächtnisses und der daraus folgenden Handlung noch ein regulatorischer Zwischenschritt steht - in diesem Fall eine Bewertung der Situation - war bislang nur von Menschen und höheren Tieren bekannt, nicht aber von Insekten. Die Forscher meinen, dass dieser "Nachdenkschritt" generell grundlegend für die Verhaltenssteuerung ist. "Die Moleküle und Gene der Drosophila-Maden sind dieselben, wie bei höheren Tieren. Anders sind natürlich die zellulären Schaltkreise", so Gerber. Das bedeute, dass die Bausteine dieselben sind wie bei höher entwickelten Tieren, die damit "zusammengebauten" Apparaturen hingegen anders. "Die Entdeckung dieses Vorgangs öffnet neue Türen für die Erforschung der zugrunde liegenden zellulären Mechanismen", so der Biologe. Damit soll der Nachdenkvorgang nachvollziehbar werden- im Idealfall so genau, dass sich ein Maden-artiger Robotor auch Maden-artig verhält.
Dass die Maden tatsächlich erstaunliche Gedächtnisleistungen bringen können, zeigte sich auch in einem weiteren Versuch: In diesem Fall signalisierten die Düfte, die sich die Larven im Training gemerkt hatten, kein gutes, sondern ekelhaftes Futter, dass die Forscher zuvor mit extrem viel Salz oder bitteren Stoffen versetzt hatten. Bei der Wahl zwischen neutralem Duft und dem Geruch, der sie an salziges Futter erinnerte, machten sie keine Anstalten, ihren Platz zu wechseln. Werden die Maden aber in Gegenwart des Salzes getestet, bewegten sie sich in Richtung des neutralen Duftes. Durch dieses Verhalten entkamen sie der unangenehmen Situation.
ptat / redakteur W. Weitlaner

Es hört sich an wie ein teuflischer Plan aus einem Harry Potter-Buch. Doch um Bewegungen von anderen Menschen steuern zu können, benötigt man keine Magie. Wissenschaftlern des Prince of Wales Medical Research Institute in Sydney ist es jetzt gelungen, Versuchspersonen mithilfe einer Augenbinde, Elektroden und einer speziellen Fernbedienung, die elektrische Impulse an das Gleichgewichtszentrum der Versuchsperson schickt, über einen Schlängelpfad im botanischen Garten in Sydney zu dirigieren. Das spezielle elektronische Signal, das die Fernbedienung aussendet, wurde dabei durch Sonden, die hinter den Ohren der Probanden angebracht waren, aufgefangen. Die Studie wurde jetzt in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.
Hinter den Ohren befindet sich das Gleichgewichtszentrum des menschlichen Körpers, das nicht nur für die Balance verantwortlich ist, sondern auch für die Navigation. Wenn ein Mensch seinen Körper in eine bestimmte Richtung lenkt, werden Ohren, Augen, die Nase und viele andere Indikatoren angewendet. Die gesammelten Daten kommen im Gleichgewichtszentrum zusammen, das den "Brei an Informationen" in eine Bewegung umwandelt. Die wichtigsten Daten kommen dabei normalerweise von den Augen. Doch wenn man nichts sehen kann, beispielsweise wenn man eine Augenbinde trägt oder es stockdunkel ist, sind die Ohren die wichtigste Informationsquelle. Auf dieser Tatsache basierten die Forscher nun ihre Experimente. Die elektrischen Wellen aus der Fernbedienung manipulierten die Daten, die die Ohren übermittelten. Dafür benutzen sie spezielle Elektroden, die die Signale auffangen konnten.
Die Entdeckung, dass Menschen auf diese Weise "gesteuert" werden können, ist an sich nicht neu. Bereits im Jahre 1999 ist es Wissenschaftlern gelungen, die Bewegungen von Menschen zu beeinflussen. Ein wichtiger Unterschied ist jedoch, dass die Forscher nicht wussten, wie das Ganze zustande kam. Zudem bewegten sich die Probanden stolpernd und unnatürlich fort, während die Bewegungen in der neuen Studie viel fliessender sind. Die angewendete Technik ist den Forschern zufolge nicht nur in Virtual Reality-Simulationen anwendbar , sondern könnte auch für die Behandlung von bestimmten Leiden, wie etwa der Reisekrankheit, angewendet werden. Doch bevor es soweit ist, muss die Technik noch deutlich verfeinert werden.
Das wichtigste Problem, das gelöst werden muss, ist der Einfluss der Position des Kopfes auf die Verarbeitung der elektrischen Signale. Menschen, die sich steuern lassen möchten, müssen nämlich ihren Kopf entweder nach vorne oder nach hinten beugen. Wenn sie den Kopf aufrecht halten, wird derselbe elektrische Impuls sie nämlich nach vorne kippen lassen, da die Forscher den Weg der Signale bisher nicht beeinflussen konnten. Um die Technik für Patienten anwendbar zu machen, sollte daher zuerst eine Methode gefunden werden, das System bei allen Positionen des Kopfes funktionieren zu lassen. Was die praktische Anwendbarkeit des heutigen Systems anbetrifft, sind die Wissenschaftler eher skeptisch.

Verheerende Feuer wüten derzeit in Kalifornien. Experten erwarten aufgrund der furchtbarben Trockenheit auch bei uns eine regelrechte 'Waldbrand-Saison'. Jährlich zerstören Waldbrände allein in Europa eine halbe Million Hektar Wald. An der Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) entwickeln Forscher derzeit einen Lösch-Käfer, der solche Katastrophen bereits im Keim ersticken soll. Er überwacht grosse Waldregionen mit Hilfe von Infrarot und Biosensoren, und wenn er Brandherde entdeckt, meldet er diese und fängt sie sofort zu bekämpfen an.
OLE heisst der Robokäfer, der das Ergebnis der Designstudien "Bionisches Laufzeug" ist; wurde nach dem Vorbild eines Insekts konstruiert.