BIOKON – Das Bionik-Kompetenznetz

Best Practices

„I think the biggest innovations of the 21st century will be at the intersection of biology and technology. A new era is beginning.”
Steve Jobs, Apple Gründer

Die Innovationskraft der Bionik entspringt aus dem nahezu grenzenlosen Pool an biologischen Vorbildern für spezifische Antworten auf technische Fragestellungen. In beeindruckender Vielfalt schafft die Natur Inspirationen für technische Entwicklungen, die Marktrelevanz in den unterschiedlichsten Branchen haben.

Hier haben wir Erfolgsbeispiele der Bionik zusammengestellt, die wir nach dem Schema (1) Bionik-Innovation, (2) Technische Anwendung, (3) Bionisches Funktionsprinzip und (4) Vorbild aus der Natur aufbereitet haben – unterstützt von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt im Rahmen der Förderung unseres Bionik-Unternehmensforums.

Willkommen bei den Innovationen an der Schnittstelle von Biologie und Technik.

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Presse // 18. August 2012

Bionik als Betätigungsfeld für die Kunststoffindustrie

Nicht erst seit Festo, Anbieter von pneumatischer und elektrischer Antriebstechnik, mit seinen bionischen Exponaten auf Messen für Gesprächsstoff sorgt, ist die Bionik in den Fokus neuer Entwicklungen gerückt. Der deutsche Begriff setzt sich aus Biologie und Technik zusammen und möchte so zum Ausdruck bringen, wie für technische Anwendungen Prinzipien verwendet werden können, die sich aus der Biologie ableiten. Es ist aber auch ein Betätigungsfeld für die Kunststoffindustrie mit hohem Potenzial.

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Presse // 18. August 2012

Bionik: Tierwelt beflügelt neue Technologien

Wer bei technischen Problemen nicht weiter weiß, holt sich immer öfter Inspiration in der Natur. Geräuscharme Flügel, Navigation ohne externe Hilfen, Oberflächen mit besonderen Eigenschaften: Eulen, Ameisen und Echsen liefern das Vorbild. Beim InnovationsDialog Bionik erfuhr man von faszinierenden Projekten.

Bionik ist ein ziemliches In-Thema, wenn es darum geht, technische Lösungen für knifflige Aufgaben zu finden. Der Begriff vereint Biologie und Technik und steht für das Extrahieren von Funktionsprinzipien aus der Natur und die Anwendung dieser auf technische Probleme. Die Disziplin hat in der Vergangenheit Dinge wie den Klettverschluss hervorgebracht oder Schwimmanzüge, deren Oberfläche mit Hai-Haut vergleichbar ist. Die österreichische Wirtschaftskammer hat das große Potential der Bionik erkannt und will mit dem Thema internationale Kooperationen forcieren. Gemeinsam mit der InnovationsAllianz der Hochschulen von Nordrhein-Westfalen wurde deshalb vergangene Woche zum InnovationsDialog Bionik geladen.

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Presse // 18. August 2012

Künstliche Qualle mit Rattenherz-Antrieb gebaut

Eine künstliche Medusa aus Silikon und Herzmuskelzellen schwimmt wie ihr natürliches Vorbild. Ihren Antrieb holt sie sich aus den Zellen von Rattenherzen. Entwickelt haben sie Forscher aus Harvard.

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Presse // 18. August 2012

Geckos passen ihre Füße dem Lebensraum an

Sie klettern problemlos glatte Wände hoch und können stundenlang an der Decke sitzen. Geckos haben die Saugnapf-Füße im Laufe der Evolution insgesamt elf Mal entwickelt – und mindestens neun Mal verschwand diese Eigenschaft wieder.

Die für uns unmöglichen Turnmanöver können Geckos dank der Kombination zweier Kräfte vollführen: Van der Waals-Kräfte und Reibung sorgen gemeinsam für eine Art Saugnapf-Wirkung, mit deren Hilfe die kleinen Echsen selbst Glasscheiben erklimmen können. Diese Anpassung verschafft Geckos zwei Vorteile: Sie erwischen leichter ihre Beute wie Spinnen und Fliegen, und sie können sich besser vor Fressfeinden in Sicherheit bringen.

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Presse // 18. August 2012

Steinbeis-Student analysiert den Bedarf an innovativem Leichtbau

Das am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) entwickelte bionische Leichtbauverfahren ”Evolutionary Light Structure Engineering” (ELiSE) bildet die Kernkompetenz einer Arbeitsgruppe, die sich aus Mitarbeitern des Alfred-Wegener-Instituts und des Instituts für Marine Ressourcen (IMARE) zusammensetzt. Das innovative Leichtbauverfahren ELiSE verwendet biologische Strukturen als Leichtbauvorbilder für technische Entwicklungen. Pilotprojekte haben durch den Einsatz der ELiSE-Technologie bereits Gewichtseinsparungen von über 40% erzielt. Der Clou der Technologie ist das Verstehen raffinierter, hocheffizienter Bauprinzipien biologischer Planktonorganismen und deren Transfer auf technische Bauteile. Daniel Siegel hat im Rahmen seines MBE-Studiums an der School of Management and Technology der Steinbeis-Hochschule Berlin die industrielle Verwertung der ELiSE-Technologie, die den nächsten logischen Schritt nach einer erfolgreichen Anwendungsforschung darstellt, untersucht.

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Uncategorized // 11. July 2012

Professor Barthlott ist BIOKON-Ehrenmitglied

Professor Wilhelm Barthlott, der Entdecker des Paradebeispiels der Bionik, des Lotuseffekts, ist seit 6. Juni offiziell Ehrenmitglied von BIOKON. Auf dem Fachforum ”Ressourceneffizienz und Innovationen” der ”Woche der Umwelt” beim Bundespräsidenten Joachim Gauck in Schloss Bellevue in Berlin hat er die Ehrenurkunde und ein Präsent mit goldfarbenem Lotusblatt erhalten. BIOKON-Geschäftsführer Dr. Rainer Erb hat in seiner Laudatio die besonderen Verdienste von Professor Barthlott um die Bionik und die Gründung und Etablierung von BIOKON gewürdigt.

Der Lotus Effect®, die bahnbrechende Innovation aus dem Bereich der Bionik, zu der mittlerweile rund zweihundert Nebeninnovationen existieren, wird zu den zwölf wichtigsten Innovationen aus Deutschland der letzten fünfzig Jahre gezählt.

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Presse // 13. June 2012

Bundespräsident Gauck besucht BIOKON

Bundespräsident Joachim Gauck und Bundesumweltminister Peter Altmaier haben während der ”Woche der Umwelt” am 5. Juni 2012 im Park von Schloss Bellevue, Berlin, den Infostand des Bionik-Kompetenznetzes BIOKON besucht. BIOKON-Geschäftsführer Dr. Rainer Erb präsentierte ihnen faszinierende Erfolgsbeispiele der Bionik. ”Wir setzen Funktionsprinzipien aus der Natur in nachhaltige Innovationen um”, erläuterte Dr. Erb die Vorgehensweise der Bioniker. ”Die Naturvorbilder gehen immer sparsam mit Ressourcen um. Deswegen liefert die Bionik wichtige Beiträge zur Ressourceneffizienz.”

Wo man diesen Ansatz erfolgreich in konkreten Produkten umgesetzt finde, interessierte den Bundespräsidenten, der bei seinem Rundgang neben dem Bundesumweltminister auch von DBU-Generalsekretär Dr.-Ing. e.h. Fritz Brickwedde begleitet wurde. Am Beispiel des Fin Ray Effects® erläuterte Dr. Erb die breite Anwendbarkeit bionischer Produkte in verschiedenen Branchen. Der Fin Ray Effect® ist eine clevere Lösung aus dem Patentbüro der Natur. Von der Schwanzflosse der Fische wurde eine funktionelle Struktur für ein adaptives Umschließen entgegen der Druckrichtung abgeleitet. Gauck und Altmaier experimentierten selbst mit einem formschlüssigen Fin Ray-Greifer und erlebten einen effektiven Wischmoppwringer und eine sich ergonomisch dem Rücken anpassende Sitzlehne. Beide zeigten sich beeindruckt von der Innovationskraft der Bionik und dem Bionik-Kompetenznetz BIOKON.

Zur Woche der Umwelt hat der Bundespräsident gemeinsam mit der Deutschen Bundesstiftung Umwelt in den Park von Schloss Bellevue in Berlin eingeladen. Hier wurden zukunftsweisende Konzepte für die Verbindung von Ressourceneffizienz und Innovationen präsentiert. Es ging darum, den Beitrag für den Bestand Deutschlands als führende Industrienation praxisnah zu demonstrieren.

Hauptanliegen von BIOKON ist es, die Bionik als Ideengeber und Innovationsmotor für Technik, Wirtschaft und Gesellschaft nutzbar zu machen. Die gemeinnützige Forschungsgemeinschaft vereinigt mehr als 100 Universitäten, Forschungsinstitute, Unternehmen und Einzelpersönlichkeiten in ganz Deutschland und Europa. Als Beratungs-, Informations- und Bildungsplattform bündelt und vernetzt BIOKON Aktivitäten und Expertenwissen, damit biologische Problemlösungen und Optimierungsstrategien zielgerichtet in neuartige Produkte und Technologien münden.

Bionik vereint Biologie und Technik. Für die technischen Applikationen wird als Vorbild das große Reservoir von Tieren und Pflanzen an biologischen Strukturen, Prozessen und funktionalen Lösungen genutzt. Diese wurden in Milliarden Jahren evolutionärer Entwicklung optimiert und sind hervorragende Ideengeber für nachhaltige und vor allem innovative Anwendungen. Bionik überzeugt als Innovationsmethode. Für konkrete technische Anforderungen und Bedingungen können Funktionsprinzipien gefunden und übertragen werden und entscheidende Innovationssprünge entstehen. In der Natur wird immer sparsam mit Ressourcen wie Material und Energie umgegangen. Dies zum Vorbild genommen, leistet Bionik einen großen Beitrag für nachhaltiges Wirtschaften und zusätzlich wird durch ein größeres Verständnis für die natürlichen Vorbilder der respektvolle Umgang mit Biodiversität und Natur gestärkt.

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Forschung // 8. June 2012

Durchschlagendes Design – Die Giftklauen der Spinnen

Dem Biss einer Spinne haben Fliegen, Heuschrecken und andere Beuteinsekten wenig entgegenzusetzen, obwohl ihr Panzer im Wesentlichen aus demselben Material besteht wie die Giftklauen des Räubers. Doch wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam, das Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik in Halle sowie der Universität Wien herausgefunden haben, sind die Chitinfasern in den Giftklauen von Jagdspinnen so angeordnet und mit Proteinen umgeben, dass das Material besonders fest und steif wird und den Cuticulapanzer der Beutetiere durchbohren kann. Die Giftklauen werden so zu perfektionierten wiederverwendbaren Injektionsnadeln für das lähmende Spinnengift. Die neuen Erkenntnisse können Anregungen aus der Biologie liefern, wie sich ähnliche technische Materialien für unterschiedliche Anwendungen optimieren lassen.

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Forschung // 8. June 2012

Wie … Geckos blitzschnell unter Tischkanten verschwinden

Studie offenbart, wie Kakerlaken und Geckos blitzschnell unter Tischkanten verschwinden können

In vollem Lauf auf die Tischkante zu – und schwubs, auf die Unterseite: Sowohl Kakerlaken, als auch Geckos können sich auf diese Weise rasant aus dem Staub machen. Wie ihnen dieses verblüffende Kunststück gelingt, haben nun US-Forscher mittels Videoaufnahmen genau untersucht. Demnach halten sich die Tiere mit den Hinterbeinen an Kanten von Oberflächen fest und nutzen dann die Bewegungsenergie, um sich durch eine Pendelbewegung auf die Unterseite zu schwingen. Den Forschern ist es gelungen, dieses Konzept auch auf einen krabbelnden Roboter zu übertragen, so dass er sich wie seine natürlichen Vorbilder über Kanten schwingen kann.

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Presse // 8. June 2012

Wie Geckos und Fliegen an der Decke haften

Wer schon mal in ein südliches Land gereist ist, dürfte diese sogenannten Schuppenkriechtiere mit einiger Wahrscheinlichkeit gesehen haben, und zwar an der Wand oder der Decke: Geckos. Und wer stets in Deutschland bleibt: Fliegen in Küche und guter Stube können es auch: an Wänden und Decken haften.

Wie die das machen und warum sich Menschen nicht so einfach mit Händen oder Füßen unter die Zimmerdecke kleben können, darüber spricht Prof. Stanislav Gorb in seinem Vortrag ”Naturprinzip und Biomimetik – Wie haften Geckos und Fliegen an der Decke?”

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Presse // 8. June 2012

Biovoltaik: Natur stand Pate für Solartracker

Bei einem neuen Solartracker des Entwicklers von innovativen Solartrackingsystemen Mechatron, stand die Natur Pate. Das Außenskelett von Käfern war den Entwicklern beim Konstruktionsprinzip Vorbild für einen widerstandsfähigen Solartracker.

Gleich zwei der Sonne nachgeführte Solartracker (Solartrackingsysteme) stellt der Entwickler auf der diesjährigen Intersolar in München vor, die die Energieausbeute um bis zu 40 Prozent erhöhen können. Dabei handelt es sich einmal um das zweiachsige System D180 sowie um das einachsige System S140.

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