In natürlichen Systemen sind die Verzweigungsstrukturen von Bäumen, Wurzelnetzen und Gefäßsystemen darauf optimiert, Ressourcen wie Wasser, Nährstoffe und Energie mit minimalem Widerstand zu verteilen. Stadtplaner und Infrastrukturdesigner orientieren sich zunehmend an diesen natürlichen Mustern, um die Gestaltung von Verkehrsnetzen, Fußwegen und Versorgungssystemen zu verbessern. Diese biomimetischen Designs fördern die Konnektivität, verringern Staus und ermöglichen eine dezentralisierte Energie- und Wasserversorgung, wodurch Widerstandsfähigkeit und Effizienz gesteigert werden. Wie Badarnah (2017) betont, bieten biomimetische Prinzipien, die von ökologischen Verzweigungssystemen abgeleitet sind, praktische Strategien, um Städte an komplexe Umwelt- und Sozialanforderungen anzupassen und gleichzeitig die Harmonie mit der natürlichen Landschaft zu bewahren.
Biomimikry kann auf drei Ebenen angewendet werden: Form, Prozess und Systemebene. Die Formebene beinhaltet die Nachahmung der Funktion, die sich aus der spezifischen Form eines Organismus, eines Teils davon oder dessen Produktion ergibt. Diese Ebene konzentriert sich auf die Morphologie, die in der Natur zu finden ist. Die Prozessebene der Biomimikry ahmt das Verhalten oder die Produktionsprozesse von Organismen oder Gruppen von Organismen nach. Schließlich emuliert die systemische Biomimikry die Funktionsweise, Prinzipien und Strategien von Ökosystemen (Jain et al., 2023). Im Kontext von Städten, komplexen Systemen bestehend aus Menschen, Infrastrukturen, Umweltkontext und
Beziehungen, dienen Ökosysteme als die relevanteste und passendste Inspirationsquelle. Ökosysteme bestehen aus biotischen Elementen, die den gebauten Komponenten einer menschlichen Stadt entsprechen, und abiotischen Elementen, die mit dem urbanen Umfeld und Kontext verglichen werden können. Darüber hinaus umfassen Ökosysteme die Interaktionen zwischen diesen Elementen. 

Madmar et al. (2023) schlugen in Abbildung 1 eine Parallele zwischen der Zusammensetzung eines Ökosystems und der Zusammensetzung und Funktionsweise eines urbanen Systems vor. Während biomimetische Ansätze auf Ökosystemebene Form- und Prozessmimikry integrieren können, werden die Vorteile im größeren Maßstab systematisch berücksichtigt. Dieser Ansatz bietet umfassendere und besser abgestimmte Lösungen für die systemischen Herausforderungen von Städten. Frühere Analogien zwischen dem menschlichen Organismus und aktuellen Arbeiten zum urbanen Metabolismus sind begrenzt und behandeln hauptsächlich das Thema urbaner Flüsse (Dicks et al., 2021).

Abb. 1. Parallele zwischen der Zusammensetzung und Funktionsweise von Ökosystem und urbanem System, Quelle: Dicks et al., 2021