Innova­ti­ons­prinzip Asymmetrie

Warum gefallen uns fliegende Schwalben?

Der Körper einer fliegenden Schwalbe wirkt sehr symme­trisch. Aber was heißt eigentlich symme­trisch? Eine Symmetrie benötigt immer eine Symme­trie­achse. Bei der Schwalbe verläuft die Symme­trie­achse etwa entlang der grünen Linie im folgenden Bild.

Im Bild der Schwalbe sind die obere und die untere Hälfte symme­trisch zuein­ander. Sie haben die gleiche Form (sind aber gespiegelt). Dadurch sind sie form- und größen­sym­me­trisch. Beide Hälften haben dieselbe Farbe (schwarz). Sie sind also farbsym­me­trisch. Wäre die untere Hälfte zum Beispiel rot, wäre die abgebildete Schwalbe in Bezug auf die Eigen­schaft Farbe asymme­trisch oder unsym­me­trisch.

Also: Symmetrie liegt vor, wenn die Eigen­schaften auf beiden Seiten einer Symme­trie­achse gleich sind. Ist dies nicht der Fall, liegt Asymmetrie vor

Übrigens kann auch die Zeit eine Symme­trie­achse sein. Beim Innovieren sogar eine sehr wichtige.

Hier geht es um Ideen, Lösungen und Innova­tionen. Und natürlich wollen wir keine neue Schwal­benart entwi­ckeln. Deshalb schauen wir uns etwas aus der Welt der Technik an: den Hamburger Elbtunnel.

Fahrstrei­fen­steuerung im Elbtunnel – Zeitliche Asymmetrie

Tradi­tionell haben Fahrspuren oder Röhren in Tunneln feste Fahrt­rich­tungen. Bei einer zeitsym­me­tri­schen Fahrt­richtung ist die Fahrt­richtung in einer Röhre vor und nach einem belie­bigen Zeitpunkt gleich.

Das Fahrt­rich­tungs­ma­nagement im Hamburger Elbtunnel hingegen ermög­licht es, die Fahrt­richtung in den einzelnen Tunnel­röhren je nach Verkehrs­auf­kommen auf Süd->Nord oder Nord->Süd umzuschalten. Dazu werden Fließ­ge­schwin­digkeit und Verkehrs­dichte überwacht und die Fahrt­richtung durch elektro­nische Systeme, Ampeln und Schranken gesteuert.

Morgens ist das Verkehrs­auf­kommen stadt­ein­wärts – also in Süd-Nord-Richtung – am höchsten, abends ist es umgekehrt. Dementspre­chend sind die meisten Tunnel morgens in Süd-Nord-Richtung und nachmittags in Nord-Süd-Richtung geöffnet. Neben der Tageszeit spielt auch die Jahreszeit eine Rolle. Zu Beginn der Ferienzeit fahren viele Reisende nach Norden – Richtung Strand und Skandi­navien.

Die Umkehrung der Fahrt­richtung in den einzelnen Tunnel­röhren kann in Echtzeit erfolgen, so dass auf Änderungen des Verkehrs­auf­kommens schnell reagiert werden kann. So kann der Verkehr im Tunnel auch in Spitzen­zeiten oder bei unvor­her­ge­se­henen Ereig­nissen reibungslos und sicher abgewi­ckelt werden.

Insgesamt trägt die zeitlich asymme­trische Verkehrs­be­ein­flussung im Hamburger Elbtunnel dazu bei, den Verkehr im Tunnel zu regulieren.

Das Internet ist ebenfalls asymme­trisch

Es nutzt das Telefonnetz zur Übertragung von Infor­ma­tionen. DSL, der digitale Teilneh­mer­an­schluss, hat die analoge Technik, das piepsende Modem der 90er Jahre, abgelöst.

Beim ursprüng­lichen DSL war die Bandbreite für Upload und Download gleich, also symme­trisch in der Übertra­gungs­richtung. Die gesamte verfügbare Bandbreite stand je zur Hälfte für den Up- und den Download von digitalen Infor­ma­tionen zur Verfügung.

Später wurde der ADSL-Standard definiert. Da die Inter­net­nutzer wesentlich mehr Daten herun­ter­laden als hochladen, wurde die verfügbare Bandbreite asymme­trisch aufge­teilt. Mehr Kapazität zum Herun­ter­laden – und weniger zum Hochladen.

Reifen, Schein­werfer, Straßen­be­leuchtung – Asymmetrie ist Trumpf

Wenn man einen „normalen” Autoreifen in der Mitte der Lauffläche durch­schneidet, ist das Profil auf beiden Seiten (also der Innen- und der Außen­seite der Lauffläche) identisch. Es liegt also eine Profil­sym­metrie bezüglich der grünen Symme­trie­achse vor.

Beispiel asymme­tri­scher Reifen im Vergleich zum klassi­schen Autoreifen
Anders beim asymme­tri­schen Reifen. Hier ist das Profil auf beiden Seiten ungleich. Nun ist Asymmetrie kein Selbst­zweck. Beim Beispiel­reifen geht es um Traktion und Sicherheit bei Nässe.

Auf der Außen­seite des Reifens sind die Profil­seg­mente breiter, um die Haftung in Kurven zu verbessern. Die Segmente auf der Innen­seite sind so gestaltet, dass sie bei Nässe das Wasser optimal ableiten und so die Gefahr von Aquaplaning verringern.

Wechseln wir das Thema und schauen uns die Schein­werfer unseres Autos an. Früher waren die beiden Schein­werfer symme­trisch. Sie hatten den gleichen Abstand zur Mittel­achse des Fahrzeugs, den gleichen Abstand zum Boden, den gleichen Durch­messer, die gleiche Leucht­richtung, die gleiche Licht­stärke und die gleiche Licht­farbe. Sie unter­schieden sich nur darin, dass die eine auf der linken Seite und die andere auf der rechten Seite saß.

Irgendwann kam jemand auf die Idee, diese Symmetrie zu durch­brechen. Die Überlegung war, dass die Anfor­de­rungen an die beiden Schein­werfer nicht genau gleich sind. Der linke soll den Gegen­verkehr möglichst wenig blenden – der rechte dagegen den Straßenrand möglichst gut ausleuchten.

Die Konse­quenz war, dass die Reflek­toren in den Schein­werfern der folgenden Fahrzeug­ge­ne­ra­tionen unter­schiedlich ausge­richtet wurden.

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Und wo stehen wir heute? Moderne Fahrzeuge verfügen häufig über ein „adaptives Kurven­licht”. Dabei ändert sich der Leucht­winkel in Abhän­gigkeit vom Lenkein­schlag und der Geschwin­digkeit des Fahrzeugs. Bei Gegen­verkehr können sich Licht­stärke und Leucht­winkel ändern.

Symme­trie­bre­chung im Produkt­le­bens­zyklus

In der Evolution techni­scher (aber auch biolo­gi­scher und sozialer) Systeme ist das Brechen von Symme­trien eines der wichtigsten Erfolgs­prin­zipien.

Eine neue Generation (z.B. von Produkten) setzt sich überdurch­schnittlich oft durch, wenn die Verbes­serung genau dieses Prinzip geschickt nutzt. Inter­es­san­ter­weise gibt es meist eine Vielzahl von Eigen­schaften, die asymme­trisch werden können. Und es gibt zuneh­mende und neue Grade der Asymmetrie, die genutzt werden können.

Am Anfang spielt die Auflösung räumlicher Symme­trien die wichtigste Rolle. Dabei geht es um relativ triviale Eigen­schaften wie Größe, Farbe, Richtung. Nach der Symme­trie­bre­chung sind die Eigen­schaften nicht mehr einwertig, sondern zweiwertig (binär) – wie schwarz oder weiß, rechts oder links, ein oder aus … .

In der weiteren Entwicklung kommt das Brechen von zeitlichen Symme­trien ins Spiel, z.B. durch mensch­liche Steuerung. Die Funktionen werden anspruchs­voller und komplexer. Es geht dann weniger um einfache Mechanik und mehr um Elektronik, Chemie, Physik und Biologie. Bisher binäre Eigen­schaften werden konti­nu­ierlich.

Im nächsten Schritt werden die Systeme selbst­re­gu­lierend, asymme­trisch, adaptiv. Bevor diese Entwick­lungs­schritte möglich werden, braucht es oft neue Techno­logien. So wurde das adaptive Kurven­licht erst durch Fortschritte in der Entwicklung von Sensoren, Prozes­soren und Aktoren möglich.

Wie funktio­niert „Symmetrie brechen”?

Bisher haben wir beschrieben, was man beobachten kann. Wie kommen wir von der Analyse zur Anleitung? Vom Apfel­kuchen zum Backrezept?

Die Antwort finden wir in der ASIT-Methode für kreatives Problem­lösen und innovative Ideen.

In groben Zügen gehen wir so vor:

Bei der Problem­lösung benennen wir das Problem und listen die Elemente auf, die das Problem entweder verur­sachen, übertragen oder unter ihm leiden. Wenn wir zum Beispiel das Problem „hoher Energie­ver­brauch von Gebäuden” lösen wollen, enthält die Liste die Elemente Fassade, Luft, Sonne, Isolierung, … .
Für die Elemente, die wir beein­flussen können, listen wir wichtige und inter­es­sante Eigen­schaften auf. Eine davon ist die „Farbe der Fassade”. Nun fragen wir: „Wie kann der Energie­ver­brauch reduziert werden, wenn die Farbe der Fassade zu verschie­denen Zeiten oder an verschie­denen Orten unter­schiedlich ist?”

Eine Lösung könnte sein, eine Farbe zu entwi­ckeln, die z.B. durch Anlegen einer Spannung die Farbe zwischen weiß und schwarz wechselt. Ist es im Gebäude zu kühl, wird die Farbe schwarz und die Fassade nimmt mehr Strah­lungs­wärme der Sonne auf. Ist es zu warm, wird die Fassade weiß und reflek­tiert die Wärme­strahlung.

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Wenn wir nach innova­tiven Ideen suchen, ohne ein konkretes Problem lösen zu wollen, funktio­niert das anders. In diesem Fall listen wir die Elemente des Systems auf, die weiter­ent­wi­ckelt werden sollen. Für Elemente, die wir beein­flussen können, notieren wir wiederum relevante und inter­es­sante Eigen­schaften.

Im nächsten Schritt formu­lieren wir für ausge­wählte Eigen­schaften der Liste den Satz: „Die (bisher konstante) Eigen­schaft X variiert, abhängig von Ort, Zeit oder Umwelt­be­din­gungen. Was wird dadurch möglich?
Wieder ein Beispiel. Bei dem obigen Thema würde es uns nicht mehr vorrangig um Energie­ein­sparung gehen. (Obwohl das natürlich auch heute ein wichtiges Thema ist).

Erfinden Sie doch einfach was. Gleich hier und jetzt.

Hier finden Sie einige Anregungen und Übungen, mit denen Sie selbst asymme­trische Ideen und Lösungen entwi­ckeln oder das Innova­ti­ons­prinzip vertiefen können:

• Wie könnte ein Auto aussehen und funktio­nieren, das zu verschie­denen Zeiten unter­schiedlich breit ist?
• Wie könnte ein Flugzeug aussehen und funktio­nieren, bei dem der Abstand der Turbinen zur Mitte des Flugzeugs asymme­trisch ist? Hätte das Vorteile?
• Wie könnte eine asymme­trische Preis­ge­staltung aussehen?
• Wie könnte eine Matratze aussehen, die zu verschie­denen Zeiten in der Nacht unter­schiedlich hart ist?
• Was könnte hinter einer „asymme­tri­schen Verschlüs­selung” stecken?
• Wie könnte eine Badewanne funktio­nieren, die zu verschie­denen Zeiten unter­schiedlich tief ist? Wozu wäre das gut? Was ist mit asymme­tri­scher Oberflä­chen­glätte?
• Welchen Nutzen hätten Autoreifen, die in der Breite verstellbar sind? Oder bei denen sich die Breite je nach äußeren Bedin­gungen (Tempe­ratur, Geschwin­digkeit…) selbst anpasst?
• Sind Sie im Vertrieb tätig? Überlegen Sie, wie Sie Ihren Kunden ein asymme­tri­sches Angebot machen können.
• Sie sind in der Haarpfle­ge­branche tätig? Dann kennen Sie asymme­trische Frisuren. Aber wie wäre es mit Frisuren, die sich im Laufe des Tages oder bis zum nächsten Haarschnitt bewusst verändern? Oder Frisuren, die sich je nach Stimmung, Tempe­ratur oder Luftfeuch­tigkeit gezielt verändern?

Ihr kreatives Asymmetrie-Mindset

Das Schöne daran: Sie können es trainieren. Und damit Ihre Kreati­vität, Innova­ti­ons­kraft und Problem­lö­sungs­kom­petenz erheblich steigern.

Einfach, indem wir Sie sich ein- oder zweimal in der Woche irgend­welche Objekte (oder Prozesse, Regeln, …) vornehmen, ihre Eigen­schaften notieren, einige davon auswählen und uns überlegen, wie das Objekt in 10 Jahren aussehen könnte, wenn die ausge­wählte Eigen­schaft asymme­tri­scher wäre als jetzt.

Wenn Sie dies einige Wochen und Monate lang tun, wird diese Beobach­tungs- und Denkweise von einer gezielten Anstrengung zu einem automa­ti­schen Reflex. Sie werden immer wieder auf origi­nelle, asymme­trische Ideen kommen. Das macht Spaß und selbst­be­wusst.