Werner Nachtigall

With spectacular large-format images complemented by scientifically grounded, yet easy-to-read, explanatory texts, Georg Glaeser and Werner Nachtigall take you on an exciting journey through the fascinating world of macrostructures – small structures in nature that fulfill specific functions. This book will pique your curiosity about a secret world known only to a few by presenting an impressive range of evolutionary mechanisms, from shrimps’ “tail flips” to the adhesive pads of gecko setae and the implementation of biological structures in the field of bionics. The book can be read in any fashion you please – the cross-references make it easy to jump across the sections, which are largely self-contained and discuss various highlights of the evolutionary process.

Mit spektakulären, großformatigen Fotos, die durch fundierte informative Erklärungstexte ergänzt werden, entführen Sie Georg Glaeser und Werner Nachtigall in die spannende Welt der kleinen Strukturen in der Natur, an denen eine Funktion erkennbar ist. Der Band macht neugierig auf diese verborgene Welt, die nur wenige im Detail kennen und stellt eine Vielzahl faszinierender Mechanismen vor, die die Evolution hervorgebracht hat: von den blitzschnellen „tail flips“ der Tanzgarnele über "Haftpinsel" bei Geckofüßen bis hin zu technischen Anwendungen biologischer Strukturen im Bereich der Bionik. Das Buch kann in beliebiger Reihenfolge, Doppelseite für Doppelseite, gelesen werden. Querverweise sorgen für bequemes Umspringen auf andere Abschnitte. Die Textpassagen sind zumeist unabhängig voneinander und besprechen besondere Highlights im evolutionären Prozess. Ergänzt wird das Buch durch Literaturhinweise.

This book will take you on an exciting journey made up of texts and images. Spectacular, large-scale photographs printed on double pages and accompanied by explanatory texts will arouse the reader’s curiosity about evolution’s accomplishments in the world of flying: from the botanical air fleet (pollen grains, flying seeds…), over flying snakes and fish, to penguins flying underwater and humans rising into the air. Mathematician and passionate animal photographer Georg Glaser has joined forces with the experienced evolutionary biologist Hannes Paulus and the exercise physiologist and flight biophysicist Werner Nachtigall in order to approach this topic with words and pictures in a way that is both generally comprehensible and scientifically sound. Double-page by double-page, the book can be read in any order. Cross-references allow to jump easily from one double-page to another. Aside from the detailed introduction to each chapter,the text passages are usually independent from one another, and they discuss crucial moments in the evolutionary process. The double-pages provide additional information on bibliographical references and references to informative websites.

This book will take you on an exciting journey made up of texts and images. Spectacular, large-scale photographs printed on double pages and accompanied by explanatory texts will arouse the reader’s curiosity about evolution’s accomplishments in the world of flying: from the botanical air fleet (pollen grains, flying seeds…), over flying snakes and fish, to penguins flying underwater and humans rising into the air. Mathematician and passionate animal photographer Georg Glaser has joined forces with the experienced evolutionary biologist Hannes Paulus and the exercise physiologist and flight biophysicist Werner Nachtigall in order to approach this topic with words and pictures in a way that is both generally comprehensible and scientifically sound. Double-page by double-page, the book can be read in any order. Cross-references allow to jump easily from one double-page to another. Aside from the detailed introduction to each chapter,the text passages are usually independent from one another, and they discuss crucial moments in the evolutionary process. The double-pages provide additional information on bibliographical references and references to informative websites.

Dieser Band nimmt sie mit auf eine spannende Reise in Bildern und Texten. Spektakuläre, großformatige Fotos auf Doppelseiten mit einem Erklärungstext machen die Leser neugierig auf das, was die Evolution im Bereich des Fliegens hervorgebracht hat: von der pflanzlichen Luftflotte (Pollenkörner, Flugsamen,…) über fliegende Schlangen und Fische, unter Wasser fliegende Pinguine bis zum Menschen, der sich in die Lüfte erhebt. Das Buch kann in beliebiger Reihenfolge, Doppelseite für Doppelseite, gelesen werden. Querverweise sorgen für bequemes Umspringen auf andere Doppelseiten. Die Textpassagen sind zumeist - abgesehen von der fundierten Einleitung - unabhängig von einander und besprechen besondere Highlights im evolutionären Prozess. Ergänzt wird die Doppelseite mit Literaturhinweisen und Verweisen auf instruktive Internet-Seiten.

Bionics means learning from the nature for the development of technology. The science of "bionics" itself is classified into several sections, from materials and structures over procedures and processes until evolution and optimization. Not all these areas, or only a few, are really known in the public and also in scientific literature. This includes the Lotus-effect, converted to the contamination-reduction of fassades and the shark-shed-effect, converted to the resistance-reduction of airplanes. However, there are hundreds of highly interesting examples that contain the transformation of principles of the nature into technology. From the large number of these examples, 250 were selected for the present book according to "prehistory", "early-history", "classic" and "modern time". Most examples are new. Every example includes a printed page in a homogeneous arrangement. The examples from the field "modern time" are joint in blocks corresponding to the sub-disciplines of bionics.

This book provides the readers with a timely guide to the application of biomimetic principles in architecture and engineering design. As a result of a combined effort by two internationally recognized authorities, the biologist Werner Nachtigall and the architect Göran Pohl, the book describes the principles which can be used to compare nature and technology, and at the same time it presents detailed explanations and examples showing how biology can be used as a source of inspiration and “translated” in building and architectural solutions (biomimicry). Even though nature cannot be directly copied, the living world can provide architects and engineers with a wealth of analogues and inspirations for their own creative designs. But how can analysis of natural entities give rise to advanced and sustainable design? By reporting on the latest bionic design methods and using extensive artwork, the book guides readers through the field of nature-inspired architecture, offering an extraordinary resource for professional architects, engineers, designers and urban planners, as well as for university teachers, researchers and students. Natural evolution is seen throughout the book as a powerful resource that can serve architecture and design by providing innovative, optimal and sustainable solutions.

This book provides the readers with a timely guide to the application of biomimetic principles in architecture and engineering design. As a result of a combined effort by two internationally recognized authorities, the biologist Werner Nachtigall and the architect Göran Pohl, the book describes the principles which can be used to compare nature and technology, and at the same time it presents detailed explanations and examples showing how biology can be used as a source of inspiration and “translated” in building and architectural solutions (biomimicry). Even though nature cannot be directly copied, the living world can provide architects and engineers with a wealth of analogues and inspirations for their own creative designs. But how can analysis of natural entities give rise to advanced and sustainable design? By reporting on the latest bionic design methods and using extensive artwork, the book guides readers through the field of nature-inspired architecture, offering an extraordinary resource for professional architects, engineers, designers and urban planners, as well as for university teachers, researchers and students. Natural evolution is seen throughout the book as a powerful resource that can serve architecture and design by providing innovative, optimal and sustainable solutions.

Bionics means learning from the nature for the development of technology. The science of "bionics" itself is classified into several sections, from materials and structures over procedures and processes until evolution and optimization. Not all these areas, or only a few, are really known in the public and also in scientific literature. This includes the Lotus-effect, converted to the contamination-reduction of fassades and the shark-shed-effect, converted to the resistance-reduction of airplanes. However, there are hundreds of highly interesting examples that contain the transformation of principles of the nature into technology. From the large number of these examples, 250 were selected for the present book according to "prehistory", "early-history", "classic" and "modern time". Most examples are new. Every example includes a printed page in a homogeneous arrangement. The examples from the field "modern time" are joint in blocks corresponding to the sub-disciplines of bionics.

Die Natur lässt sich nicht kopieren, doch finden Architekten und Bauingenieure in der belebten Welt unerhört viele Analogien und Anregungen für eigenes kreatives Gestalten. Für die völlig neu bearbeitete zweite Auflage des reich illustrierten Buches hat der Biologe Werner Nachtigall mit Göran Pohl einen Facharchitekten für die Zusammenarbeit gewonnen. Das Buch behandelt einerseits die Prinzipien, unter denen man Natur und Technik vergleichend betrachten kann, und enthält andererseits ausführliche Darstellungen der Übertragungsmöglichkeiten bionischer Inspirationen in Architektur und Konstruktion. Es belegt durch viele Beispiele aus Forschung und Entwicklung den hohen Umsetzungsgrad natürlicher Vorbilder in Architekturentwürfen und Bauausführungen. Der Leser erfährt, wie bei der Gestaltung von Bauwerken die neuesten technischen Mittel genutzt werden und wie die Erkenntnisse der Bionik zu spannenden Ergebnissen führen.

Bionik betreiben bedeutet, von der Natur für die Technik lernen. Die Wissenschaft „Bionik“ lässt sich in mehrere Teilgebiete untergliedern, von Materialien und Strukturen über Verfahren und Abläufe bis zu Evolution und Optimierung. Auf all diesen Gebieten gibt es bereits vielerlei Ansätze. In der Öffentlichkeit - und seltsamerweise auch in den naturwissenschaftlichen Fachdisziplinen - sind aber nur wenige wirklich bekannt. Dazu zählen der Lotus-Effekt, umgesetzt für die Verschmutzungsverminderung von Fassaden, und der Haischuppen-Effekt, umgesetzt für die Widerstandsreduzierung von Flugzeugen. Dabei gibt es aber heute schon hunderte von hochinteressanten Ansätzen, die eine Umsetzung von Naturprinzipien in die Technik zum Inhalt haben. Aus der Fülle dieser Ansätze sind für das vorliegende Buch 250 ausgewählt nach „Vorgeschichte“, „Frühgeschichte“, „Klassik“ und „Neuzeit“. Die meisten Beispiele sind neuerer Art. Jedes Beispiel umfasst in gleichartiger Gliederung eine Druckseite. Die Beispiele aus dem Bereich „Neuzeit“ sind in Blocks gegliedert, die den Unterdisziplinen der Bionik entsprechen.

Dieses umfassende Lehrbuch wendet sich an Studenten, Fachleute und Wissenschaftler und liegt somit im Niveau deutlich über den üblichen Sachbüchern zur Bionik. Es wird gezeigt, was Bionik ist, wie sie sich entwickelt hat, wie man Fragen stellt und was Bionik leisten kann. Im Detail diskutiert das Buch ausgewählte Beispiele aus den verschiedensten technologischen Bereichen. Es bietet auch einen Zugang zum wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Umfeld der Bionik. Die vielfältigen Facetten dieser interdisziplinären Wissenschaft fügen sich in diesem anspruchsvollen Werk puzzleartig zu einer "Biostrategie in die Zukunft" zusammen. Seit dem Erscheinen der 1. Auflage hat sich die Bionik vielseitig weiterentwickelt. Das Buch wurde daher von Grund auf neu geschrieben, wobei einige bewährte Abschnitte beibehalten wurden. Der Umfang wurde verdoppelt, die Zahl der Beispiele vervierfacht.

In dem Forschungsgebiet "Insektenflug" treffen Fragestellungen der Biologie und der Strömungsmechanik vielseitig zusammen. Der Bogen reicht von der Konstruktionsmorphologie über die Flugbiophysik bis zur Energetik und zum Flugverhalten. Der Autor ist einer der international angesehensten Grundlagenforscher in diesem Forschungsgebiet. Das Buch stellt nicht nur einen Bericht über die vielseitigen Forschungsansätze von ihm und seiner Arbeitsgruppe dar; es bringt auch die allgemeinen Grundlagen und führt mit einer Fülle von Beispielen an die Grenzen des derzeitigen Kenntnisstandes.

Von der Natur für die Technik lernen: für unsere Zeit eine gebieterische Forderung. Denn technische Lösungen mit natürlichen Vorbildern helfen, Material und Energie zu sparen und Umweltressourcen zu schonen. Werner Nachtigall zeigt, wie man Grundkonzepte der Natur als Bionik-Design übernehmen und eigenständig weiterentwickeln kann. Vom Staunen über die "Wunder der Natur" führt er die Leser zum Verständnis der biologischen Prozesse und Konstruktionsprinzipien. Viele Beispiele geben eine Vorstellung davon, wie sich diese Prinzipien in die Welt der Technik übertragen lassen. Biologie und Technik treffen sich so zum Wohle der Menschen und der Umwelt.

Der Begriff „BIONIK“ wird gerne als Kunstwort gekennzeichnet, zusammengesetzt aus BIOlogie und TechNIK. Bionik stellt einerseits ein Fach dar, in dem geforscht und ausgebildet wird, und kennzeichnet andererseits eine Sichtweise, nämlich die des „Lernens von der Natur für die Technik“. Darüber sind in der Zwischenzeit neben populär wissenschaftlichen Werken eine Reihe von Fachbüchern erschienen. Werner Nachtigall hat darin mit der 2. Auflage seines bei Springer erschienenen Buchs „BIONIK – Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler“ einen Meilenstein gesetzt. In diesem Buch kennzeichnet er die Untergliederung des Fachs und bespricht detailliert dessen Forschungsgegenstände. Dagegen fehlte bislang eine Darstellung, die sich mit den erkenntnistheoretischen Grundlagen wie mit der pragmatischen Vorgehensweise der Bionik systematisch befasst, die ja mit der ihr eigenen Prinzip-Abstraktion zwischen der belebten Welt als Vor-Bild und der technischen Umsetzung als Ab-Bild vermitteln will. Das vorliegende Werk schließt diese Lücke mit drei großen Abschnitten: Biologische Basis: Erforschen, Beschreiben, Beurteilen. – Abstraktion biologischer Befunde: Herausarbeiten allgemeiner Prinzipien. – Umsetzung in die Technik: Prinzipvergleich, Konzeptuelles, Vorgehensweise.

Schon immer hat sich der Mensch am Vorbild der Natur orientiert. Bionik - zusammengesetzt aus Biologie und Technik - geht darüber hinaus: Sie ist die aufstrebende Wissenschaftsdisziplin, die das Lernen von der Natur systematisiert und die Prinzipien biologischer Systeme in neue Erfindungen umsetzt. Ob Klettverschluß, Frei Ottos elegante Flächentragwerke, fein genoppte und dadurch selbstreinigende Oberflächen oder das bionische Auto - die Anwendungsmöglichkeiten der Zukunftswissenschaft Bionik erstrecken sich auf fast jeden Bereich der Technik, aber auch auf ein Gebiet wie das des Managements komplexer Systeme.

Prof. em. Dr. rer. nat. Werner Nachtigall, geb. 1934, war als Zoophysiologe und Biophysiker Leiter des Zoologischen Instituts der Universität des Saarlandes in Saarbrücken. In Forschung und Ausbildung hat er sich insbesondere mit Aspekten der Technischen Biologie und Bionik befasst und mit seinen Forschergruppen viele Basisdaten insbesondere zur Ökologie, Physiologie und Physik des Fliegens und Schwimmens aber auch zur Stabilität beispielsweise der Gräser erarbeitet. Lebewesen überraschen immer wieder durch ihre "Biodiversität", ihre hochspezifischen Ausgestaltungen und Anpassungen. Dabei nützen sie auch alle physikalischen Grundgesetzlichkeiten. Das zentrale Thema ist die Ortsbewegung, die ja auf dem Boden und in den Fluiden (Wasser, Luft) denkbar unterschiedlich abläuft. Ergänzende Themenkreise sind Körpergröße und Stoffwechsel, Atmung und Atemgastransport, Wärme- und Wasserhaushalt. Mit dem vorliegenden Buch, das in Zusammenarbeit mit Dr. rer. nat. Alfred Wisser entstanden ist, stellt er solche Forschungsergebnisse in einen größeren Rahmen und berichtet kenntnisreich und allgemein verständlich über die "Ökophysik" des Lebens auf dem Land, im Wasser und in der Luft – mit Gewinn zu lesen von jedem, der sich für Biologie oder für Physik interessiert (oder gar für beides).