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5.0 von 5 Sternen 900 Seiten Bionik vom Altmeister
30 Jahre nach seinem Klassiker, "Phantasie der Schöpfung - Faszinierende Erkenntnisse der Biologie & Biotechnik" erschien 2002 die zweite Auflage von Werner Nachtigalls Lehrbuch Bionik - Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Ausgehend von der Definition: "Bionik befasst sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von...
Veröffentlicht am 12. April 2007 von Petra Schale

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11 von 11 Kunden fanden die folgende Rezension hilfreich
3.0 von 5 Sternen Umfang vor Tiefgang
Nachtigall stellt in seinem Lehrbuch die Vielfalt der Bionik sehr anschaulich dar. Dabei muss sich niemand durch den Begriff "Lehrbuch" abschrecken lassen, der sich für interessante Problemlösungen in nahezu jedem technischen Bereich interessiert. Das Buch ist reich bebildert und der Text leicht lesbar, mit nur sehr wenig Mathematik.
Auf Grund des breiten...
Veröffentlicht am 19. Januar 2009 von M. Fuchs


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11 von 11 Kunden fanden die folgende Rezension hilfreich
3.0 von 5 Sternen Umfang vor Tiefgang, 19. Januar 2009
Von 
M. Fuchs (München) - Alle meine Rezensionen ansehen
(REAL NAME)   
Verifizierter Kauf(Was ist das?)
Rezension bezieht sich auf: Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Gebundene Ausgabe)
Nachtigall stellt in seinem Lehrbuch die Vielfalt der Bionik sehr anschaulich dar. Dabei muss sich niemand durch den Begriff "Lehrbuch" abschrecken lassen, der sich für interessante Problemlösungen in nahezu jedem technischen Bereich interessiert. Das Buch ist reich bebildert und der Text leicht lesbar, mit nur sehr wenig Mathematik.
Auf Grund des breiten Spektrums, über das Nachtigall hier zu informieren versucht, bleibt zwangsläufig der Tiefgang auf der Strecke. Ingenieure und Studenten mögen dies mitunter sehr bedauern.
Nervig ist, dass die ersten Kapitel laufend wiederholen, was Bionik und technische Biologie bedeuten. Zudem konnte sich Nachtigall teilweise nicht festlegen, zu welchem Kapitel er ein bestimmtes Thema zuordnen will. Das führt dazu, dass man kreuz und quer lesen muss, um alle im Buch enthaltenen Informationen zu einem solchen Thema zu erfahren.
Als störend kann auch die unverhältnismäßig hohe Anzahl an Rechtschreib- und Grammatikfehlern bezeichnet werden.
Alles in allem ist das Buch ein nettes Werk über die Möglichkeiten der Bionik, das man auch immer wieder mal aufschlagen kann, um darin zu stöbern. Sicherlich beschert es manchen Aha-Effekt und kopfschüttelndes Staunen.
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10 von 12 Kunden fanden die folgende Rezension hilfreich
5.0 von 5 Sternen 900 Seiten Bionik vom Altmeister, 12. April 2007
Rezension bezieht sich auf: Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Gebundene Ausgabe)
30 Jahre nach seinem Klassiker, "Phantasie der Schöpfung - Faszinierende Erkenntnisse der Biologie & Biotechnik" erschien 2002 die zweite Auflage von Werner Nachtigalls Lehrbuch Bionik - Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Ausgehend von der Definition: "Bionik befasst sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme", stellt der Pionier der deutschen Bionik auf knapp 500 Seiten die vielfältigen Anwendungsfelder dieses Zwitters aus Technik und Biologie vor. Nach einem kurzen Abriß zu dessen Begriffsbildung und Geschichte, die bis auf die Vogelflug-Studien Leonardo da Vincis zurück reicht, geht Nachtigall zunächst auf Materialien und Konstruktionen in der Natur ein. Und die hat in der Tat einiges an Anschauungsmaterial für Ingenieure und Techniker zu bieten. Ob Krebse mit Panzern aus stahlharten Faserverbund-Werkstoffen aus Chitin, extrem reißfeste Spinnenfäden, Gräser mit unerreichter Biegesteifigkeit oder biologische Klebstoffe - Bioniker treffen in der Natur an allen Ecken und Enden auf Konstruktionen, die auch für technische Anwendungen zu gebrauchen sind. Klar, dass der Leser ob der Fülle an Beispielen schon einmal den Überblick verlieren kann. Um dem entgegen zu wirken, hat Nachtigall die einzelnen Kapitel in gut verdauliche kleine Lesehäppchen aufgeteilt, so dass auch dem eher unbedarften Naturwissenschaftler der Einstieg in die Bionik nicht allzu schwer fallen dürfte. Die weiteren Kapitel sind unter anderem der Robotik und Lokomotion, Sensoren und neuronaler Steuerung sowie der Natur entliehenen Verfahren und Abläufen, etwa der Nutzung der Sonnenenergie in Photovoltaik und Solarthermie gewidmet. Auch hier bleibt der Autor dem Häppchenprinzip treu: Stets kann sich der Leser einzelne Teilgebiete herauspicken und auch ohne große Vorkenntnisse verstehen. In weiten Teilen erinnert das Buch mehr an ein Lexikon mit etwas zu ausführlich geratenen Erläuterungen als an ein Lehrbuch. Es legt eher Wert auf gute Lesbarkeit und Verständlichkeit als auf Details. Wer sich dennoch tiefer in die Bionik einarbeiten will, dem hilft ein ausführliches Literaturverzeichnis. Schade nur, dass die durchgehend in Schwarz-Weiß gehaltenen, teils etwas kläglichen Abbildungen den guten Gesamteindruck etwas trüben. Die Farbtupfer kann sich der Leser allerdings im Großen Buch der Bionik holen - einem prallen Bildband mit weit über 1000 Fotos. Schön und bunt, aber nicht allzu wissenschaftlich.
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1 von 1 Kunden fanden die folgende Rezension hilfreich
3.0 von 5 Sternen Empfehlenswertes Bionik-Lehrbuch, das aber in Teilen überarbeitet werden müßte, 23. Oktober 2013
Von 
Benedictu - Alle meine Rezensionen ansehen
(TOP 500 REZENSENT)   
Rezension bezieht sich auf: Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Gebundene Ausgabe)
■ STÄRKEN
Die folgenden sieben Kapitel machen den harten lehrreichen Kern dieses Lehrbuches des Biophysikers und Zoologen Werner Nachtigall aus, der auf seinem Lehrstuhl in Saarbrücken die Bionik in Deutschland jahrzehntelang geprägt hat:
Kap. 6 Materialien und Strukturen
Kap. 8 Konstruktionen und Geräte
Kap. 9 Bau und Klimatisierung
Kap. 10 Robotik und Lokomotion
Kap. 11 Sensoren und neuronale Steuerung
Kap. 12 Anthropo- und biomedizinische Technik
Kap. 13 Verfahren und Abläufe

■ SCHWÄCHEN
Die Kapitel 1, 5, 7, 14 und 15, die sich mit Grundsätzlichem, der Historie, mit Design, numerischer Optimierung und System und Organisation befassen, geben Anlaß zur Kritik. Es handelt sich dabei um die Themen, die in der Forscherkarriere Nachtigalls offenbar nicht im Zentrum standen. Zum bedeutsamen Forschungsfeld der Bioinformatik des 14. Kapitels hätte der Leser allerdings mehr erwarten dürfen, auch wenn diese bekanntermaßen nicht zu den Schwerpunkten seines Saarbrückener Lehrstuhls gehörte.

► Kap. 14 Evolution und Optimierung
Wie fern darf ein Autor einer Thematik sein, daß er einen zentralen Begriff der rechnerischen Optimierung, also die "numerische Optimierung" im ganzen Buch wie ein Erstkläßler schreibt, nämlich so: "nummerische Optimierung"? In der Tat hat sich der Biophysiker Nachtigall mit Numerik, bzw. "Nummerik", wie er es schreiben würde, kaum befaßt, sondern referiert in Kapitel 14 nur Forschungsgebiete von Kollegen. Weiter unten gebe ich aber noch eine andere Erklärung für seine unglückliche Orthographie.
Warum hält sich der Autor am Anfang des Kapitels 14 mit der sog. Linearen Optimierung auf und behauptet, daß die in Wirtschaft und Technik ausreiche, wenn er doch in der zweiten Hälfte die Methoden CAO und SKO des Biomechanikers Claus Mattheck (s. z.B. Mattheck, C: Denkwerkzeuge nach der Natur) behandelt, die zur Gewichtsoptimierung technischer Bauteile eingesetzt werden, die natürlich nichtlinear ist? Während er die Grundlagen der biomechanischen Selbstoptimierung nach dem Vorbild der Bäume ganz gut erklärt, sind seine seitenlangen Ausführungen zu den sog. Evolutionsstrategien, dem Forschungsgebiet seines Kollegen Ingo Rechenberg ziemlich ermüdend. Prof. Rechenberg hat einen Bionik-Lehrstuhl in Berlin inne und hat sich mit diesen bioinformatischen Optimierungsalgorithmen einen Namen gemacht (s. z.B. Evolutionsstrategie '94). Nachtigalls Darstellung ist in zweierlei Hinsicht antiquiert. Erstens referiert er einen (schon bei der Erscheinung des Buches) veralteten Stand der Forschung. Zweitens findet der konkurrierende angelsächsische Optimierungsansatz der sog. Genetischen Algorithmen noch nicht einmal mit einem einzigen Wort Erwähnung (s. z.B. Introduction to Evolutionary Computing (Natural Computing Series) by Eiben, Agoston E., Smith, J.E. published by Springer (2008) oder Bäck Contemporary Evolution Strategies (Natural Computing Series)). Hat es die Eitelkeit Nachtigalls, alles alleine schreiben zu wollen, verhindert, daß er die Abschnitte zur numerischen Optimierung keinem Spezialisten antragen wollte?

► Kap. 1 und Kap. 5
Bionik als Wissenschaftsdisziplin befaßt sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme. Dazu gehören auch Aspekte des Zusammenwirkens belebter und unbelebter Teile und Systeme sowie die wirtschaftlich-technische Anwendung biologischer Organisationskriterien. So definiert es Nachtigall am Anfang des Kap. 1 auf Seite 3.
Es wäre ja auch zweifellos eine Überraschung gewesen, wenn einer der einflußreichsten Bioniker Deutschlands nicht auch programmatisch und begrifflich den Anspruch auf die Deutungshoheit über die Bionik anmeldete. Seine Ausführungen sind aber leider nicht widerspruchsfrei. Nachtigall kritisiert die naiven Ansätze, die biologische Formen ohne Rücksicht auf Ähnlichkeitsparameter kopieren und betont dagegen den Dreischritt bei einem bionischen Ansatz, nämlich
1. der Naturbeobachtung,
2. der Identifikation eines Wirkprinzips und
3. seiner Umsetzung in der Technik.
Nachtigall schreibt, daß die Bionik die Vorbilder der Natur sichtet und überträgt, aber nicht kopiert. Fertige Blaupausen gäbe es nicht. "Die Natur zu kopieren wäre unwissenschaftlich." Das relativiert er aber leider gleich im Anschluß. Während er in seinem neueren Buch Bionik in Beispielen: 250 illustrierte Ansätze den Begriff einer bionischen Erfindung verwendet und präzise formuliert: "Von einer bionischen Erfindung kann man immer dann sprechen, wenn Naturvorbilder die entscheidende Anregung gaben." betont er im vorliegenden Werk in Fettschrift: "Von Bionik kann immer dann gesprochen werden, wenn die Anregungen aus der Natur gekommen sind." Wie paßt das denn mit der strengen Definition von Bionik als Wissenschaft zusammen?

In Kapitel 5 heißt es dann aber wieder kritisch zur russischen Bionik: "So bleibt die Baubionik in der Sowjetunion bis in die späte Nachkriegszeit hinein einerseits merkwürdig schwammig und häufig oberflächlich, andererseits in erstaunlichem Maße naiv-direkt … ."

Die Begeisterung für die Technische Biologie im Nationalsozialmus kommentiert Nachtigall übrigens so: "Bekanntlich liegt einer der zahlreichen diabolischen Züge der damaligen Weltanschauung in der stets wiederholten Verknüpfung von im Prinzip richtigen Sachformulierungen mit menschenverachtenden politischen Zielsetzungen."

► Kap. 7 Formgestaltung und Design
Nachdem Nachtigall also in Kap. 5 aus der Perspektive eines wissenschaftlichen Bionikbegriffs noch die Oberflächlichkeit der sowjetischen Architektur-Bionik kritisiert hatte, setzt er in diesem Kapitel die Definitionsunschärfe von Kap. 1 (S. 4) fort. Auch hier heißt es: "Die Natur ist Anregungsquelle für ein kreatives Design." Das weckt Zweifel: Wenn ein Designer wie Colani, den Nachtigall zitiert, alles mögliche abrundet und bionisch oder aerodynamisch aussehen läßt, dann kann das zwar naturinspiriert, muß aber funktionell überhaupt nicht sinnvoll sein. Soll so etwas allen Ernstes unter die Bionik fallen? Hier müßte doch eher von bionikartigen Designmoden die Rede sein. Und überhaupt: Wer kennt heute noch Colani? Gibt es Entwürfe von ihm, die sich durchgesetzt hätten? Jedenfalls ist keine einzige seiner voluminösen materialverschwendenden Computermäuse darunter. Sie sind im technisch-evolutiven Wettbewerb einfach ausgestorben ;-).

► Kap. 15 System und Organisation
In Kapitel 15 geht es um das bedeutsame Thema der Selbstorganisation in der Natur, aber auch in sozioökonomischen Systemen, die der Autor als "eine Gesamtheit von ökonomischen Objekten und individuellem Verhalten von Entscheidungsträgern und den Wechselbeziehungen zwischen diesen Teilsystemen" bezeichnet.

Nachtigalls Versuch, selbstorganisierende sozioökonomische Systeme in sein Lehrbuch zu integrieren, überzeugt nicht. Eine Sprachgemeinschaft, wie z.B. die deutsche, mit ihren Autoren, Lektoren, Redakteuren und Lesern etc. ist ja ein solches System. Es hat Schreibweisen herausgebildet, die Kriterien der Nützlichkeit eben für diese Sprachgemeinschaft erfüllen. Eines dieser Kriterien ist die leichte Lesbarkeit, ein anderes die Unterscheidung homophoner Ausdruckspaare wie z.B. (zu Recht - zurecht), (ein Recht haben - recht haben), (wohl bekannt - wohlbekannt), (auseinander entwickeln - auseinanderentwickeln), (alles mögliche - alles Mögliche) uvam. Beide Teile jedes dieser Paare haben ihre Berechtigung, da sie unterschiedliche Bedeutungen tragen.

Im deutschen "Rechtschreibscharmützel" zwischen 1995 und 2005 bestand die radikale Position der Reformer am Anfang vereinfacht gesagt darin, die Groß- und Getrenntschreibung generell zu favorisieren und die bedeutungstragenden Varianten der zugehörigen klein- bzw. zusammengeschriebenen Ausdrücke einfach zu streichen. Das hatte alle empört, die die Differenziertheit des über einen langen Zeitraum organisch gewachsenen Systems zu schätzen wußten. Heutzutage ist dieser Unsinn zwar nicht ganz, aber zumindest in seinen schlimmsten Ausprägungen wieder beseitigt. Das konnte Nachtigall 2002 nicht ahnen, als er sich überhastet der pikantermaßen anti-evolutionären behördlichen Bewegung wahrscheinlich aus der Angst anschloß, ansonsten unmodern zu erscheinen.

Neben "nummerisch" liest man bei Nachtigall solche Sätze: "Es könnte der Verdacht aufkommen, dass die Bioniker dazu neigen, ihre Ansätze über zu bewerten. Trotzdem ist es nötig, die Sichtweísen klar heraus zu stellen." Nachtigall hat die (damalige) amtliche Rechtschreibung so krampfhaft befolgen wollen, daß seine Schreibung nun in allen Welten falsch ist. Ausgerechnet dem Altmeister der Bionik war nicht aufgefallen, daß die alte bewährte Rechtschreibung, die er selber in der Schule gelernt hatte, sich evolutiv in einem selbstorganisierenden sozioökonomischen System entwickelt hatte. Man hätte es ihm nachgesehen, wenn er bei ihr geblieben wäre.

FAZIT
• Dieses Werk hat eine Reihe unerwarteter Schwächen, ist aber immer noch ein empfehlenswertes Lehrbuch der Bionik. Einige dieser Schwachstellen sind vermutlich einfach Nachtigalls Versuch geschuldet, die Bedeutung der Bionik besonders herauszustellen und daher möglichst viel darunter zu subsumieren. Für die numerische Optimierung mit Evolutionären Algorithmen muß der Leser unbedingt neuere Lehrbücher heranziehen.

• Am meisten irritiert Nachtigalls Schwanken zwischen einem schwachen, weitgefaßten Bionikbegriff (Alles ist Bionik, was seine Anregung aus der Natur bezieht) und dem enggefaßten, wissenschaftlichen, der eine Isolierung eines Wirkprinzips und seine angemessene (nicht-naive) technische Umsetzung fordert.

• Genauso wenig überzeugt sein Versuch, das Thema der selbstorganisierenden sozioökonomischen Systeme in sein Lehrbuch zu integrieren. Seine in einzigartiger Weise fehlerhafte Orthographie weckt den Zweifel, daß er seine eigenen Ausführungen in jenem Kapitel überhaupt reflektiert hatte.

• Ich gebe vier bis fünf Sterne für die wissenschaftlich starken Fachkapitel und ein bis zwei Sterne für die schwächeren bzw. veralteten, was im Mittel gute drei Sterne ergibt.
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4.0 von 5 Sternen Faszinierend für Profis und Laien, 4. August 2014
Rezension bezieht sich auf: Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Gebundene Ausgabe)
Ich habe dieses Buch gekauft, als wir vor einigen Jahren in einem Projekt einen berippten Wärmeübertrager, der standardmäßig mit Rechteckrippen oder runden Zylindern ausgestattet ist, nach dem Vorbild der Natur optimieren wollten: die Rippen sollten "fischförmig" sein und ein Maximum an Wärmeübertragung bei einem Minimum an Druckverlust gewährleisten.

Diese Rezension schreibe ich allerdings mehr aus meiner Sicht als qualifizierter Laie. Denn für unser Projekt habe ich nur wenige Informationen gefunden, geschweige denn relevante Gleichungen oder entsprechende Leitfäden, wie man denn etwas systematisch nach dem Vorbild der Natur entwickelt.

Das Buch ist viel mehr eine - hoch interessante - Sammlung an Beispielen, wie die Natur gewisse Probleme gelöst hat. Die Darstellung ist allerdings stark phänomenologisch, die für Ingenieure typische Darstellung in Formeln und x-y-Diagrammen fehlt. Das finde ich persönlich schade, denn vom Wissen, dass ein bestimmter Vogel gewisse Federn gesondert "ansteuern" kann bis zur Umsetzung in ein technisches Serienprodukt ist der Weg weit. Sehr weit. Insofern ist das Buch höchstens eine Inspiration.

Nichtsdestotrotz ist das Buch unheimlich unterhaltsam, und mit der richtigen Einstellung beim Lesen auch sehr hilfreich.

Dr. David Wenger, Wenger Engineering GmbH, Ulm
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Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler von Werner Nachtigall (Gebundene Ausgabe - 8. Oktober 2002)
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