F O R S C H U N G S B O G E N

Transkript

1 Jahrgangsstufe 5-7 Natur und Technik, Mathematik Team: Schule und Klasse: F O R S C H U N G S B O G E N Herzlich willkommen im Bionicum! Natur als Vorbild für Technik. Das ist Bionik. Werde selbst zum Forscher und erkunde die erfindungsreiche und überraschende Welt der Bionik von luftigen und weiten Höhen bis hin in die winzigsten Bestandteile des Lebens, den Molekülen. Du wirst staunen Viel Spaß auf deiner Erforschungstour!

2 An welches biologische Vorbild lehnt sich der Eiffelturm an? Warum kann der Astronaut auf der Erde nicht sofort wieder loslaufen? Mit einem Zugdreieck kannst du Kerben überbrücken. Schau dir die Zeichnung auf der Tafel genau an und bring die einzelnen Dreiecke in eine sinnvolle Reihenfolge. Mit welchem fängst du an?. Dreieck. Dreieck. Dreieck Nach Claus Mattheck Teste den technischen Pflanzenhalm, die Bambusstange und das Kunststoffrohr. Welches Material ist stabiler, welches erhält die Goldmedaille?? Welche Pflanze ist das Vorbild für den technischen Pflanzenhalm? Stabil und leicht. So baut die Natur

3 Was ist ein Sandfisch? ein Fisch eine Eidechse ein Käfer Woran liegt es, dass die Haut des Sandfischs so reibungsarm und kratzfest ist? Wofür könnte die Sandfischhaut als Vorbild dienen? Nebelnetze Solarkraftwerke wofür noch? Was ist das? _ Was glaubst du? Wofür könnte dieser Effekt technische Anwendung finden? Schau dir auch die Berührmuster an. Drück den Schwimmfarn Salvinia unter Wasser. Wie reagiert der Schwimmfarn darauf? Beobachte, was passiert, wenn das Salvinia- Textil auf Tauchgang geht? Die Haut macht s möglich

4 Der Botaniker Wilhelm Barthlott machte eine sehr praktische Entdeckung. Wie heißt die Entdeckung und was passiert dabei? Moritz Holzinger - Wikimedia Commons Sein Zimmer räumt wohl niemand gerne auf. Das wird dir auch diese Erfindung leider nicht abnehmen können. Aber bei einigen Dingen wäre es durchaus nützlich, wenn diese selbstreinigend wären. Fallen dir Einsatz-Möglichkeiten ein? Ergänze den folgenden Lückentext. Bienenwaben sind extrem stabil: Eine Wabenstruktur, die nur wiegt, kann bis zu Honig aufnehmen. Wie sieht eine Bienenwabe aus? Erkläre kurz, wie es zu dieser Form kommt? Marianne Mayer - Fotolia.com Wie von Zauberhand in Bestform

5 Was lernt der Roboter von Mensch und Tier? Die Bewegungsmuster von Menschen und Tieren sind auf ihre Bedürfnisse angepasst. Schau dir die tierischen Roboter im Film an. Benenne mindestens fünf ihrer tierischen Vorbilder. Der Roboter Nao kann sich schon sehr gut bewegen und orientieren. Womit setzt er Sehen, Hören und Bewegung um? Mensch Augen Ohren Muskeln Roboter Das Aufbauprinzip einer Fischflosse kann Roboter beim sicheren und gefahrlosen Greifen helfen. Erkläre kurz den FinRay-Effekt. An welchen zwei Tieren orientiert sich der Roboter-Greifarm der Firma Festo.? Andreas Hartl stuporter - Fotolia.com Eric Isselée - Fotolia.com Ikiwaner - Wikimedia Commons

6 Hell, schattig, gut gelüftet: Bionisch wohnen Was weißt du über Photosynthese? Ordne die folgenden Begriffe richtig im Bild zu. Kohlendioxid Sauerstoff Traubenzucker, Wasser Sonnenlicht Farbstoff (Chlorophyll) Solarzellen, die die pflanzliche Photosynthese nachahmen, heißen. Diese Solarzellen erzeugen Strom mit Hilfe von Zeichne einen Präriehundebau im Querschnitt. Worauf musst du achten, damit es dort immer frische Luft gibt.? Antje Lindert-Rottke - Fotolia.com

7 Kleine Teilchen mit großer Wirkung Warum ist die Spinne so interessant für die Bionik? Woraus besteht Spinnenseide hauptsächlich? Protein Chitin Die Polynesier benutzen Spinnennetze zum Was meinst du? Für welche weiteren Einsatzgebiete eignet sich Spinnenseide auch gut? Schau dir dazu auch die Gegenstände in der Vitrine an. Zeichne ein Spinnennetz mit einem Beutetier. Wo müssen die reißfesten Fäden platziert sein und wo die elastischen? Beschrifte dein Netz.

8 Pfiffig organisiert wie die Ameisen Viele Lebewesen bilden Schwärme, also große Gruppen. Welche Schwärme fallen dir ein? Das Schwarmverhalten mancher Tiere dient als natürliches Vorbild für Problemlösungen in der Logistik. Nach welchem System werden z.b. Flugrouten oder dieter76 - Fotolia.com Lieferstrecken optimiert? Bienenalgorithmus Ameisenalgorithmus Erkläre kurz, wie die Ameisen den kürzesten Weg zur Beute finden? Sei pfiffig wie die Ameisen: Finde den kürzesten Weg durch den Tiergarten, wenn du fünf Tiere deiner Wahl besuchen möchtest: Zeichne deinen Weg ein. Tiergarten Nürnberg

9 Zusammenfassung Jetzt hast du einige Beispiele der Bionik bereits kennen gelernt. Ergänze die folgende Tabelle Biologisches Vorbild Technische Erfindung Wundpflasterspray Salvinia-Textil für Schiffe Rucksack mit Solarzelle Feigenkaktus Winterschachtelhalm Fin Ray-Greifer Haihaut Eiffelturm Futtersuche der Ameisen In den Jahrmillionen der Evolution hat sich die Artenvielfalt entwickelt, wie wir sie heute vorfinden. Die Evolutionstheorie besagt, dass die Natur neue Strukturen entwickelt, indem sie Versuch und Irrtum einsetzt und die erfolgreichen Merkmale von Eltern an Nachkommen vererbt. Von wem stammt die Theorie? Charles Darwin Isaac Newton Was denkst du? Warum ist es gerade für Bioniker so wichtig, die Artenvielfalt zu erhalten?