Voorbeelden
‘De natuur als uitvinder’ is nu verkrijgbaar.
Ga voor meer informatie of om het boek te bestellen naar:
www.denatuuralsuitvinder.nl

Bionica is vooral bekend van de innovaties geïnspireerd door individuele organismen, maar maakt ook gebruik van het principe achter het ontstaan van deze organismen: evolutionaire strategie. Deze manier van werken gebruikt het principe van voortplanting, mutatie en selectie en wordt vaak toegepast bij optimalisatieproblemen, die wiskundig of natuurkundig moeilijk te beschrijven zijn. Hierdoor kan de optimale oplossing niet gewoon worden uitgerekend.

Voorbeeld: genetisch algoritme
Binnen de ICT is het genetisch algoritme al lang een goede bekende. Hierbij gaat men uit van een start-‘populatie’, bijvoorbeeld willekeurige oplossingen, en wordt iedere oplossing (‘individu’) getest op zijn geschiktheid, dus hoe goed is de oplossing met het oog op een optimale oplossing. De beste oplossingen worden geselecteerd en mogen door, de rest wordt afgekeurd, ofwel: ‘survival of the fittest’.

Op basis van de overgebleven individuen wordt een nieuwe populatie gemaakt via ‘voortplanting’, bestaande uit recombinatie en/of mutatie van de waarden van de meest ‘fitte’ oplossingen. Deze nieuwe populatie van nakomelingen wordt wederom getest en geselecteerd. Dit proces herhaalt zich tot dat aan een bepaald stop criterium is voldaan en de meest optimale oplossing bekend is.

nozzle

Voorbeeld: venturibuis
Ook binnen de techniek worden evolutionaire strategie├źn gebruikt. Een bekend voorbeeld hiervan is de optimalisatie van een soort venturibuis Om dat men hier te maken heeft met complexe turbulentie, was een wiskundige oplossing niet binnen bereik. Op basis van mutatie en selectie werd echter in verassend korte tijd 45% efficiencywinst geboekt.

Uitgangspunt was een eenvoudige kegel die in plakjes werd gesneden. Door een willekeurig plakje te kiezen en daarvan de diameter willekeurig een beetje aan te passen, werd een ‘nakomeling’ verkregen. Zowel de ouder als de nakomeling werden getest en met het beste exemplaar ging men de volgende ronde in, waar weer een willekeurig plakje, willekeurig werd aangepast. Na slechts 45 generaties was een dramatische verbetering bereikt. Niet slecht voor de experimentatoren die van te voren voor gek werden verklaard.

nozzle

Bionica innovatie en Expertise Centrum
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84