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Was bedeutet K(ollaborative)E(volutionäre)E(entwicklung)

Wie lassen sich technische Produkte verbessern? Detailverbesserungen werden meist über komplexe Kommunikationsprozesse vorbereitet. Hat man sich für einen aussichtsreichen Weg enschieden, wird dieser in einem mehr oder weniger langwierigen Entwicklungszyklus umgesetzt. Aufgrund der meist begrenzten Anzahl der Teilnehmer an solchen Entwicklungsprozessen können immer nur wenige mögliche Lösungen und Verbesserungen verfolgt werden. Dies fördert Entwicklungen nach dem "Alles-oder-Nichts"-Prinziep.

Im Gegensatz zu solchen sprunghaften Entwicklungen in der Technik findet sich in der Natur ein ganz anderes Optimierungskonzept. Hier werden sehr viele Varianten mit nur geringen Unterschieden realisiert und verfolgt. Jede Variante wird weiter verändert, wobei der grundsätzliche Charakter einer biologischen Struktur und Funktion beibehalten wird. So kann sich aus einer vielgliedrigen Flosse eine 5-fingrige Hand entwickeln - aber aus einer Hand entsteht nicht plötzlich ein 6 Finger. In den natürlichen Prozessen wirkt die Evolution. Die Idee ist nun, den evolutionären Prozess der minimalen Variation auf technische Entwicklungen zu übertragen, in dem sich viele Teilnehmer an einer solchen Entwicklung beteiligen und aus einer Anfangslösung durch geringfügige Variation immer mehr Lösungen produzieren. Diese sind dann wieder Ausgangspunkte für neue Lösungen die erneut variiert werden. Möglich wird dies durch kollaborative Medien (wie z.B. Wiki).

Anders als bei der Open-Design-Idee ist es aber nicht das Ziel, ein Produkt in der Gruppe bis zur Fertigstellung gemeinsam zu erarbeiten. Genutzt werden soll vielmehr der Ideenreichtum der Masse und die Möglichkeiten des Evolutionsprinzips, jedes Objekt mit einer definierten Funktion in kleinen Schritten immer weiter zu optimieren.

Wie funktioniert KEE

Ausgehend von einer konkreten Aufgabenstellung werden zunächst grundsätzliche technische Lösungskonzepte aufgelistet. Aus jeder dieser Lösungen können dann durch Variation von Details neue Lösungs-Generationen erzeugt werden und aus diesen wiederum neue Lösungsgenerationen. Manche dieser Lösungen werden mit Sicherheit in einer Sackgasse enden - andere werden zu Verbesserungen führen. Wichtig ist, dass die einzelne Änderungen nicht die grundsätzliche Struktur und Funktionalität der Ausgangslösung verändert. Ähnlich der evolutionären Prozesse in der Natur kann ein Objekt nur in kleinen Schritten verändert werden.

Ein Beispiel: der Stirling Motor

Der Stirling-Motor kann hier als Beispiel dienen.

Zunächst das Grundprinzip: einem heißes Gas wird abwechselnd Wärme entzogen (kühlen) und wieder zugeführt (erhitzen). Durch die Erwärmung will sich das Gas ausdehnen - der Druck oder das Volumen erhöht sich. Bei der Abkühlung will es sich zusammenziehen - der Druck oder das Volumen verringert sich. Die Druck- bzw. Volumenänderung kann genutzt werden, um dem Gas Arbeit zu entziehen.

Die erste Lösungsgeneration muss dieses Prinzip irgendwie umsetzten. Es genügen Lösungen als reine Gedankenexperimente. Gefordert ist nur, dass die jeweilige Lösung mit vorhandenen Materialien umsetzbar ist und die Physik korrekt berücksichtigt.

Aus dieser ersten Generation können dann neue Lösungen durch geringfügige Änderungen erzeugt werden. Beispielsweise können Komponenten vergrößert oder verkleinert, ihre Form kann verändert oder ein anderes Material kann eingesetzt werden. Dabei muss die neue Lösung wieder funktionsfähig sein. Ob sie optimaler ist, zeigt die weitere Entwicklung. Lösungen sind dann optimaler als ihre Vorgänger, wenn sie z.B. weniger Material benötigen, weniger Wärme, geringere Temperaturunterschiede, eine größere Arbeitsausbeute liefern oder einfach nur schöner sind und entsprechend weiter entwickelt werden.