Bioniikka
Bioniikka (myös biomimetiikka, bioinspiraatio ja biognosis; sivuaa myös bionisen luovuussuunnittelun käsitettä) on biologisten menetelmien ja luonnossa esiintyvien järjestelmien soveltamista tekniikan tutkimukseen ja kehittämiseen. Sanan "bioninen" keksi Jack E. Steele vuonna 1958. Sen alkuperä saattaa olla kreikankielinen sana βίον, "bíon", joka tarkoittaa elämän yksikköä, yhdistettynä päätteeseen -ic, joka viittaa 'kaltaisuuteen', tarkoittaen siis 'elämän kaltaista'. Joidenkin sanakirjojen mukaan sana kuidenkin muodostuu biologian" ja "electroniikan yhdistelmästä.
Bionisen teknologian kannattajien mukaan elämänmuotojen ja tuotantotekniikoiden välinen teknologiansiirto on tarkoituksenmukaista, sillä evolutiivinen paine saa eläviä organismeja, sekä faunaa että floraa, optimoitumaan ja tehostumaan. Klassinen esimerkki siitä on vettä- ja likaahylkivän maalin keksiminen lootuskukkaa tutkimalla. Tällöin huomattiin, että kasvin pinta hylkii käytännössä kaikkea. Tätä ilmiötä kutsutaan nimellä lootusefekti.
Käsitettä "biomimetiikka" käytetään, kun on tarkoitus viitata kemiallisiin reaktioihin. Biomimeettinen kemia viittaa reaktioihin, jotka luonnossa esiintyessään sisältävät biologisia makromolekyylejä (esimerkiksi entsyymit ja nukleiinihapot), joiden kemiallista rakennetta voidaan kopioida käyttämällä "in vitro" -menetelmällä huomattavasti pienempiä molekyylejä.
Insinööritieteessä bioniikkaa on käytetty muun muassa jäljittelemällä veneen rungon rakenteessa delfiinin paksua ihoa ja mallintamalla kaikuluotaimissa, tutkissa ja lääketieteen ultraäänimallinnuksessa lepakkojen kaikupaikannusmenetelmiä.
Tietojenkäsittelytieteen alalla bioniikan tutkimuksen avulla on tuotettu keinotekoisia hermosoluja, keinotekoisia hermoverkostoja ja parviälyjä. Bioniikka vaikutti myös evoluutiolaskennan syntyyn, mutta evoluutiolaskennan parissa ideaa laajennettiin simuloimalla evoluutiota digitaalisesti, tuottaen erittäin optimoituja ratkaisuja jollaisia luonnossa ei ole aiemmin esiintynyt.
Bathin yliopiston mekaanisen insinööritieteen osaston biomimetiikan professori Julian Vincentin mukaan "tällä hetkellä vain noin kymmenessä prosentissa teknologiaa hyödynnetään biologian mekanismeja."
Termin "biomimetiikka" keksi Otto Schmitt 1950-luvulla. Termin "bioniikka" keksi Jack E. Steele vuonna 1958, Wright-Pattersonin ilmatukikohdassa Daytonissa, Ohiossa työskennellessään. Teknologian maailmassa suositaan käsitettä "biomimiikka", jotta vältettäisiin sekoittuminen lääketieteen bioniikka-termin kanssa. Martin Caidin käytti käsitettä sattumalta vuonna 1972 julkaistussa romaanissaan Cyborg, jonka innoittamana tuotettiin myös tv-sarja Kuuden miljoonan dollarin mies. Caidin työskenteli pitkään ilmailualalla teknisenä kirjoittajana ennen päätymistään täysipäiväiseksi fiktiokirjailijaksi.
Bioniikan tutkimuksessa korostetaan usein luonnosta löydettyjen toimintojen soveltamista, sen sijaan että vain matkittaisiin biologisia rakenteita. Esimerkiksi tietojenkäsittelytieteen kybernetiikka pyrkii mallintamaan älykkäälle käyttäytymiselle luontaisia palaute- ja kontrollimekanismeja, kun taas tekoälytutkimuksessa pyritään mallintamaan älyn toimintoja riippumatta niistä nimenomaisista tavoista, joilla kyseinen toiminta mahdollistuu.
Esimerkkien ja mekanismien tietoinen kopiointi luonnossa esiintyvistä eliöistä ja ekologioista on sovelletun tapauskohtaisen päättelyn muoto, jossa luonto mielletään toimivaksi todettujen ratkaisumallien tietokannaksi. Kannattajien mukaan kaikkiin luonnollisiin elämänmuotoihin kohdistuva valintapaine karsii epäonnistuneet muodot.
Vaikka lähes kaikkea insinööritiedettä voidaan pitää eräänlaisena biomimetiikan muotona, alan nykyaikaiseksi synnyttäjäksi on nimetty Buckminster Fuller, ja sen myöhempi kodifikaatio omaksi tutkimusalakseen Janine Benyusille.
Karkeasti voidaan erotella kolme faunan ja floran biologista tasoa, joiden mukaan teknologiaa voidaan mallintaa: