Bionik des Hörens - von der Eule über den Roboter zum biohybriden Schaltkreis
Schleiereulen, als Greifvögel der Dämmerung und Nacht, verfügen über ein
hoch empfindliches Hörsystem zur Ortung ihrer Beute. Dieses spezialisierte System dient
als Vorbild, um Roboter mit einer Software auszustatten, die das Richtungshören mit zwei
Mikrofonen ermöglicht. Weiterhin wird dieses System an der RWTH Aachen als biohybrider
Schaltkreis mit lebenden Neuronen auf einem Siliziumchip rekonstruiert, um mehr über seine
Entstehung und Funktion zu lernen.
RWTH Aachen
Zentrum Bionik Aachen
Institut für Biologie II
Dr. Harald Luksch
Tel.: ++49 (0)241- 802 4832
Fax.: ++49 (0)241- 802 2133
Email: luksch@bio2.rwth-aachen.de
www.biologie.rwth-aachen.de/bionik/bionik.html
Optimieren, wie die Natur es macht
Zur Lösung von Optimierungsaufgaben ist die Evolutionsstrategie ein robustes und universelles
Werkzeug. Die Evolutionsstrategie beruht auf der biologischen Evolutionsmethode, die selbst Ergebnis
eines Evolutionsprozesses ist. Mit der Evolutionsstrategie werden Tragflügel entworfen,
Brücken konstruiert, optische Systeme angepasst, Regler entwickelt und sogar Kaffeemischungen
zusammengestellt.
Technische Universität Berlin, Bionik & Evolutionstechnik
Prof. Dr.-Ing. Ingo Rechenberg, Dipl.-Ing. Ivo Boblan, Dipl.-Math. Iván Santibáñez Koref, Dipl.-Ing. Michael Stache
Tel.: ++49 (0)30- 314 72 655
Fax.: ++49 (0)30- 314 72 019
Email: rechenberg@bionik.tu-berlin.de
www.bionik.tu-berlin.de
Bionische Kommunikation, Strömungsdynamik und Robotik
Die EvoLogics GmbH transferiert innovative Bionik-Konzepte in die Technik. Kernbereiche:
Ultraschall-Fernsteuerung, UW Datenkommunikation, Ortung, Positionierung und Vermessung nach
Vorbild des Biosonars der Delfine und Fledermäuse, neuartige Bionik-Propeller®
und Windräder, adaptive Ruder- und Strömungsleiteinrichtungen, bionische Robotik,
selbstadaptive Greifwerkzeuge und Sitzelemente mit Fin Ray Effect® u.v.a.m.
Die Akustische Kamera ist ein leichtes, modulares und flexibel einsetzbares System zur Ortung
und Analyse von Schallquellen. Durch eine anschauliche, exakte und schnelle Darstellung von
Geräuschen visualisiert sie Lärmquellen. Sie lokalisiert Qualitätsprobleme,
Entwicklungszeiten werden reduziert.
Die Einsatzgebiete sind so vielfältig wie die Welt des Schalls und erstrecken sich von
Anwendungen im Freifeld über das Akustiklabor bis hin zum rauhen Industrieeinsatz.
Giftfreies Antifouling nach dem Vorbild der Haihaut
Alle Oberflächen in mariner Umgebung -Schiffsrümpfe, Offshore-Anlagen, Sensoren zum
Umweltmonitoring, etc.- werden innerhalb kürzester Zeit von Foulingorganismen (z.B. Seepocken,
Miesmuscheln) besiedelt. Die Haut der Haie bietet Lösungsansätze für neuartige,
giftfreie Antifouling-Beschichtungen. An der HS Bremen wird derzeit eine künstliche Haihaut
in Praxistests erprobt. Zudem werden die Haftstrategien der Seepocken auf molekularer Ebene
charakterisiert.
Prof. Dr. Antonia B. Kesel
FR Bionik
Hochschule Bremen
Neustadtswall 30
28199 Bremen
Tel.: +49 (0)421- 5905 2731
Fax.: +49 (0)421- 5905 2710
Email: akesel@bionik.hs-bremen.de
www.bionik.hs-bremen.de
Marine Bionik
Marine Bionik ist ein Forum für Wissenschaftseinrichtungen und Unternehmen, um die
Transferzeiten zwischen der Erforschung biologischer Prinzipien im maritimen Umfeld und ihrer
möglichen technischen Umsetzung zu verkürzen. Daraus hervorgehende innovative Produkte
und Prozesse dienen der Stärkung des Forschungs- und Wirtschaftsstandorts Deutschland.
Koordinationsstelle ist die HS Bremen, FR Bionik.
Prof. Dr. Antonia B. Kesel
FR Bionik
Hochschule Bremen
Neustadtswall 30
28199 Bremen
Tel.: +49 (0)421- 5905 2731
Fax.: +49 (0)421- 5905 2710
Email: akesel@bionik.hs-bremen.de
www.bionik.hs-bremen.de
Oberflächenschutz nach dem Vorbild der Delfinhaut
Jede Oberfläche im Meer ist eine willkommene Besiedlungsfläche für viele
Mikroorganismen Pflanzen und Tiere. Bewachsene Schiffe sind korrosionsgefährdet und
verbrauchen mehr Treibstoff. Können Delfine zeigen, wie das Problem auch ohne Gift zu
meistern ist? Ihre umweltneutrale Technik beruht auf dem Wechselspiel zwischen steifer und
beweglicher Oberfläche. Für die Reinigung ist vor allem der hydrodynamische Schwung
der umströmten Verschmutzung verantwortlich - die technische Umsetzung eine Frage des
richtigen Fließpunktes.
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
Am Handelshafen 12
27570 Bremerhaven
Dr. Christof Baum
Tel.: ++49 (0)471- 4831 1803
Fax.: ++49 (0)471- 4831 1425
Email: cbaum@awi-bremerhaven.de
Leichte Schalen aus Keramikverbund – Technologie aus dem Meer
Hochfeste Leichtbauschalen einzelliger Organismen befinden sich in astronomischen Zahlen im
Ozean. Die Diatomeen und Silikoflagellaten verwenden Silikat (SiO2 * n H2O) , Coccolithophoriden
und Foraminiferen Kalzit (CaCO3), und Acantharien Coelestin (SrSO4) für gewichtsminimierte
Exoskelette. Die Schalen zeichnen sich durch mechanische Festigkeit und Leichtigkeit aus –
eine Kombination, die auch im technischen Bereich, etwa in Luft- und Raumfahrt, aber auch in der
Automobilindustrie ausgesprochen gefragt ist. Die sehr hohe Variabilität der Schalen schafft
ein großes Reservoir an hochentwickelten
Leichtbaukonstruktionen, die vergleichsweise einfach in den technischen Bereich übertragen
werden können.
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
Dr. Christian Hamm, Dr. Markus Geisen, Dipl.-Ing. Jan Geisen, Dipl.-Ing. Ulf Lüdemann
Tel.: +49 (0)471- 4831 1832/1889
Fax.: +49 (0)471- 4831 1425
Email: chamm@awi-bremerhaven.de;
www.awi-bremerhaven.de/TT/leichtbau/index-d.html
Schlagflugmodell Igor
Das Projekt dient der Gewinnung grundlegender Erkenntnisse auf dem Gebiet der instationären
Aerodynamik am Beispiel des Vogelfluges.
Ziel der Untersuchungen ist die experimentelle Analyse der Auftriebs- und Vortriebserzeugung am
schlagenden Flügel. Hierzu werden Kraftmessungen durchgeführt und gleichzeitig die
Strömung hinter dem Flügel sichtbar gemacht und analysiert. Zur Strömungsvisualisierung
wird die PIV-Messtechnik eingesetzt, die Kraftmessungen werden mittels einer Mehrkomponentenwaage
durchgeführt.
Biotechnik-Zentrum (BitZ) der Technischen Universität Darmstadt
Dr. Torsten Rossmann
Tel.: ++49 (0)6151- 166608
Email: rossmann@bitz.tu-darmstadt.de
Martin Zeuch
Tel.: ++49 (0)6151- 166605
Email: zeuch@bitz.tu-darmstadt.de
Faserverbundprofile, Textilien mit dem Lotus-Effekt®, variable Mikrofiltration, transparente Wärmeisolation
1. Faserverbundprofile
In Anlehnung an die Mikro- und Makrostrukturen von Pflanzenhalmen sind Faserverbundprofile mittels
der Pultrusionstechnologie in Entwicklung. Darin ist die Integration von kraftaufnehmenden Fasern
am optimalen Platz in der räumlichen Anordnung möglich. Hohlräume ermöglichen
einen extremen Leichtbau.
2. Textilien mit dem Lotus-Effekt®
Textilien mit der extremen Selbstreinigung des Lotus-Effektes® ermöglichen eine verringerte
Haftung des Schmutzes an Oberflächen als auch eine leichte Abreinigung mittels Wasser. Diese
Superhydrophobie wird mit Hilfe von Mikro- und Nanostrukturen in Verbindung mit einer hohen
Hydrophobie erzielt.
3. Variable Mikrofiltration
Mikrofilter mit einer adaptierbaren Trenngrenze ermöglichen die Lösung von bisher nicht
machbaren Filteraufgaben. Die Natur zeigt hier geniale Lösungen, die mit Hilfe der Flechttechnik
in technische Produkte überführt werden. Der Flechtwinkel wird hier verändert und
damit die Porengröße variiert, die zu einer veränderten Abscheidewirkung führt.
4. Transparente Wärmeisolation
Der Eisbär und auch Glasschnecken zeigen in extrem kalten Regionen dieser Erde ein
hervorragendes Management der Energie des Sonnenlichts. Auf diesen Funktionsmechanismen
begründet entwickelt das ITV flexible transparente Wärmedämmungen. Diese
ermöglichen die Lichtdurchlässigkeit, können jedoch die Wärme
zurückhalten. Zum Einsatz kommen solche Systeme zur solaren Aufheizung von Wasser, Luft und
im Bauwesen.
Institut für Textil- und Verfahrenstechnik
Kompetenzzentrum für Technische Textilen Denkendorf
Dr. Thomas Stegmaier
Tel.: ++49 (0)711- 9340 219
Fax.: ++49 (0)711- 9340 297
Email: thomas.stegmaier@itv-denkendorf.de
www.itv-denkendorf.de
Universität Tübingen
Institut u. Museum für Geologie und Paläontologie
Dr. Anita Roth-Nebelsick
Tel.: ++49 (0)7071- 29 73561
Fax.: ++49 (0)7071- 29 5217
Email: anita.roth@uni-tuebingen.de
http://homepages.uni-tuebingen.de/anita.roth/index.html
Biomimetische Oberflächen
Ein Forschungsschwerpunkt am Institut für Botanik der TU Dresden sind biomimetische
Oberflächen. Selbstreinigung nach biologischem Vorbild ist in einigen technischen
Anwendungen bereits realisiert. Mit Projektpartnern aus Industrie und Wissenschaft möchten
wir generell anti-adhäsive Eigenschaften auf Metalloberflächen übertragen. Eine
neuartige Tetraetherlipid-Beschichtung, die vielseitig funktionalisierbar ist, verspricht ein
sehr breites Anwendungsspektrum.
TU Dresden
Institut für Botanik
Dr. Friedrich Ditsch
Tel.: +49 (0)351- 463 3 41 50
Fax.: +49 (0)351- 463 3 70 32
Email: friedrich.ditsch@mailbox.tu-dresden.de
Plant Biomechanics Group Freiburg
Die Plant Biomechanics Group Freiburg bietet mit dem Botanischen Garten der Universität
Freiburg und der Zugehörigkeit zu zwei Kompetenznetzen im Bereich Bionik/Biomimetik
hervorragende Möglichkeiten zur Kooperation. Diese Breite spiegelt sich auch in der
Arbeitsweise wieder, die von der biologischen Grundlagenforschung bis zur Entwicklung von
bionisch inspirierten technischen Anwendungen reicht.
Analog des Spinnenbeins erfährt ein Silikonschlauch mit vorberechneter Wandgeometrie
gerichtete Verformungen bei Druckbeaufschlagung. So können Manipulatoren realisiert werden,
deren Greifkraft und Beweglichkeit besser an das Objekt anzupassen sind.
Selbstversteifende Membranen. Textile 3D-Strukturen mit eingearbeiteten Schläuchen werden
per Druckluft in ihrer Steifigkeit eingestellt. Das folgt dem Prinzip der Selbstentfaltung der
Libellenflügel.
Technische Universität Ilmenau,
Fak. Maschinenbau, Inst. f. Mikrosystemtechnik, Mechanik und Mechatronik, FG Biomechatronik
Prof. Dipl.-Ing. Dr. med. habil. H. Witte, Dr. C. Schilling
Tel.: ++49 (0)3677- 69 2456
Fax.: ++49 (0)3677- 69 1280
Email: hartmut.witte@tu-ilmenau.de, cornelius.schilling@tu-ilmenau.de
www.maschinenbau.tu-ilmenau.de/bionik-netz/bm.html
Maschinenbauteile wachsen wie Bäume und Knochen
- Leichtbau nach den Prinzipien der Natur -
In der Natur wird Leichtbau meist durch Zuggurtungen realisiert. Mit der neuen Methode
„In Seilen denken“ zeigt Prof. C. Mattheck vom Forschungszentrum Karlsruhe wie
dieses Prinzip ohne aufwendige Computertechnik in die Konstruktion technischer Bauteile
einfließen kann. Leichtbau wird realisiert, indem - wo nur möglich - Seile in den
Designraum gedacht und lediglich funktionell bedingte Druckträger einbaut werden. Der
moderne Konstrukteur sollte „in Seilen denken“, selbst dort, wo man auf den
ersten Blick keine Seile sieht!
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Institut für Materialforschung II
Prof. Dr. Claus Mattheck
Postfach 3640
76021 Karlsruhe
Tel.: ++49 (0)7247- 82 48 52
Fax.: ++49 (0)7247- 82 23 53
Email: claus.mattheck@imf.fzk.de
www.mattheck.de
BIONIK - Design
Die Arbeitsgruppe Architektur und Design vertritt die Standorte Hochschule Magdeburg, das
Architekturbüro Oligmüller in Bochum und die Universität des Saarlandes,
Saarbrücken. Sie präsentiert auf der Hannovermesse das Bionik-Mobil, eine
Gemeinschaftsarbeit der 3 Standorte nach einer Idee von Prof. Nachtigall. Das Modell zeigt
die angestrebte Verwirklichung. Das Fahrzeug hat auf dem Dach einen ausfahrbaren und
aufklappbaren Blüten-/ Blätterschirm von ca. 8m Durchmesser. Unter diesem Dach wird
ein Ausschnitt des augenblicklichen Standes der Bionik-Forschung präsentiert. Das
Bionik-Mobil wird bei einer zweijährigen Rundreise durch Deutschland großen Teilen
der Bevölkerung die Möglichkeiten der Bionik näher bringen. Die Hochschule
Magdeburg hat das Design der Inneneinrichtung entworfen, es wird in einer Breitwandpräsentation
visuell dargestellt werden. Der Blüten-/Blätterschirm basiert auf einem Entwurf des
Architekturbüros Dieter Oligmüller. Das Architekturbüro Oligmüller zeigt
mehrere Untersuchungen zu einem Bionik-Hochhaus. Vorbild ist die Konstruktion eines Baumes -
die Baumscheibe, die Zellstrukturen und die transparente Verschattung des Blätterwerkes
Bisheriges Ergebnis: Bei gleicher lichter Raumhöhe und gleicher Geschosszahl kann die
Höhe eines Wolkenkratzers deutlich niedriger gehalten werden. Zum Beispiel: 108 Stockwerke
bei nur 396m Baukörperhöhe.- bisher: höchste Geschosszahl 102 bei 500m
Baukörperhöhe. Durch Nutzung der bei Baukörpern dieser Höhe permanent
vorhandener Thermik erfolgt die Be- und Entlüftung weitgehendst auf natürlichem
Wege.Die Tageslichtlenkung durch Kapillare sorgt auch bei großen Raumtiefen für
eine natürliche Belichtung.Das Modell eines Stadtturmes dokumentiert die Möglichkeiten
bionischer Stadtstrukturen und eine Wiederbelebung der Urbanität.
Universität des Saarlandes
Bionik-Kompetenz-Netz Standort Saarbrücken.
Prof. em. Dr. Werner Nachtigall, Dipl.-Biol. Knut Braun
Tel.: ++49 (0)681- 302 32 05
Fax.: ++49 (0)681 302 66 51
Email: gtbb@mx.uni-saarland.de
Nieklitzer Ökologie- und Ökotechnologie-Stiftung (NICOL)
Ausstellung von großen Farbbildern von Vorbildern der Ökotechnologie/Bionik
für die Berei-che: Design/Ästhetik, Verpackung, Oberflächengestaltung –
letzteres im Hinblick auf Stabili-tät, Schutz gegen mechanische Verletzung und gegen
Hitzewirkung. Gezeigt wird außerdem ein Sortiment von Ausstattungs-Geräten aus
Edelstahl für den Arbeitszimmer-Bereich unter Anwendung der logarithmischen Spirale
(Schneckenhaus-Prinzip) und Verpackungs-Designerpapier, Tapeten, und Textil-Vorhänge
nach bionisch bedeutsamen Mikro-Oberflächen.
Nieklitzer Ökologie- und Ökotechnologie-Stiftung (NICOL)
Institut an der Universität Rostock
Prof. Dr. Berndt Heydemann
Tel.: ++49 (0)38843- 820 0
Fax.: ++49 (0)38843- 820 19
Email: zmtw.nieklitz@t-online.de
www.zmtw.de
Stets rattenscharfe Messer
Ratten auf den stets scharfen Zahn fühlten Wissenschaftler von Fraunhofer UMSICHT und
der Universität Witten/Herdecke. Heraus kam ein Konzept für selbstschärfende
technische Schneidwerkzeuge und Klingen, das die Preisträger des Ideenwettbewerbs 2005
"Bionik - Innovationen aus der Natur" des BMBF anhand eines Prototypen einer
selbstschärfenden Schneidmühle vorstellen.
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
Dipl.-Ing. Marcus Rechberger
Osterfelder Str. 3
46047 Oberhausen
Tel.: ++49 (0)208- 8598 1405
Fax.: ++49 (0)208- 8598 1424
Email: marcus.rechberger@umsicht.fraunhofer.de
