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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Forschung // 21. March 2005

Wie Seeschnecken beim Flugzeugbau helfen

Struktur von neuem Leichtmetall ist dem Aufbau von Schneckenhäusern nachempfunden

Amerikanische Wissenschaftler haben ein sehr stabiles Leichtmetall entwickelt, das genauso aufgebaut ist wie die Häuser von Seeschnecken: Es besitzt eine Schichtstruktur, in der sich harte, keramikähnliche Lagen mit weicheren Metallschichten abwechseln. Auf diese Weise erreicht der metallische Verbundstoff die gleiche Härte wie Stahl, ist aber nur halb so schwer. Kenneth Vecchio von der Universität von Kalifornien in San Diego stellt das neue Material in der Fachzeitschrift JOM vor (März-Ausgabe, S. 25).

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Presse // 18. March 2005

Technische Bauteile, die wie Knochen wachsen, auf der EXPO

Forschungszentrum Karlsruhe präsentiert auf der EXPO 2005 in Japan die Optimierung von Bauteilen nach den Prinzipien der Natur.

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Forschung // 17. March 2005

Kakerlaken-Roboter ertastet Wände

Kakerlaken sind in Wohnräumen selten gern gesehen. Ein kleiner Roboter aber könnte zum willkommenen Helfer werden, weil er sich mit der gleichen Technik durch Räume bewegt wie die Krabbeltiere – und das auch bei völliger Dunkelheit, Nebel oder Rauch.

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Presse // 28. February 2005

Die Natur steht Pate für Materialdesign

Symposium Material Innovativ 2005
Von Geckos, Haifischen oder dem Werkstoff Holz – Biomimetik für neue Funktionsmaterialien
Innovationskongress über Anwendungen neuer Materialien vom Automobil bis zur Luft- und Raumfahrt, vom Maschinenbau bis zur Elektronik und Medizintechnik
Eröffnungsrede von Wirtschaftsminister Dr. Otto Wiesheu

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Forschung // 21. February 2005

Efficient Bipedal Robots Based on Passive-Dynamic Walkers

S. Collins, A. Ruina, R. Tedrake, M. Wisse
Science 307, 1082 (2005)

In the 18 February 2004 issue of Science, Collins et al. report a new finding with implications for the development of better humanoid robots. By extending gravitationally propelled bipedal passive-dynamic walkers first developed in the 1990s, and adding simple powered actuators and controllers, the team has been able to fashion robots with improved energy efficiency compared with conventional walking robots, which commonly require large amounts of energy and complex control mechanisms. The products of the new study were also captured in action on a number of video clips, posted on Science Online.

o. http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249365.html

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Presse // 18. February 2005

Warum die Natur die Helix so liebt

Die Struktur ist optimal geeignet, um lange Moleküle bei wenig Platz unterzubringen

Biomoleküle wie beispielsweise die Erbsubstanz DNA haben etwas mit Wendeltreppen in einer engen Wohnung gemeinsam: Sie nutzen den vorhandenen Platz optimal aus, in dem sie sich in Form einer Spirale winden. Gleichzeitig erlaubt die spiralförmige Anordnung in einer solchen Helix den Zugang von allen Seiten, was unter anderem beim Ablesen oder der Vervielfältigung der DNA unverzichtbar ist. Das haben Yehuda Snir und Randall Kamien von der Universität von Pennsylvania in Philadelphia bei einer Simulation des überfüllten Inneren einer Zelle gezeigt, über die sie im Fachmagazin Science berichten (Bd. 307, S. 1067).

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Forschung // 18. February 2005

Roboter spazieren mit Hüftschwung

Bislang trampeln zweibeinige Roboter eher schwerfällig durch die Landschaft. Entsprechend viel Energie – und damit Batterieleistung – brauchen sie auch. Doch jetzt haben Wissenschaftler stromsparende Roboter entwickelt, die wie Kinder laufen lernen und den menschlichen Gang elegant nachahmen.

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Presse // 14. February 2005

Skorpion-Roboter soll auf dem Mars klettern

Ein seltsames Paar könnte sich eines Tages auf der Marsoberfläche herumtreiben: ein schwerer, beräderter Forschungsroboter und sein agiler Kumpan, der auf flinken Stahlbeinchen in Höhlen kriecht. Diesen Skorpion-Roboter testet die Nasa gerade – entwickelt wurde er in Bremen.

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Forschung // 14. February 2005

Open-source gene transfer

Control of the biotechnology involved in producing genetically modified crops is concentrated in the hands of a few multinational companies, in part because of the complex web of patents involved. A group at CAMBIA, the Center for the Application of Molecular Biology for International Agriculture in Australia, set out to untangle this web and make the technology more widely available by developing a work-around for a key enabling technology in plant biotechnology, Agrobacterium-mediated transformation. They found that other species of benign bacteria can be modified in a surprisingly simple way to do the same job, and the resulting gene transfer technology is to be made available on an ‘open source’ basis as part of the recently launched BIOS initiative (Nature 431, 494, 2004).

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Forschung // 10. February 2005

Motor control of flexible octopus arms

Animals with rigid skeletons can rely on several mechanisms to simplify motor control – for example, they have skeletal joints that reduce the number of variables and degrees of freedom that need to be controlled. Here we show that when the octopus uses one of its long and highly flexible arms to transfer an object from one place to another, it employs a vertebrate-like strategy, temporarily reconfiguring its arm into a stiffened, articulated, quasi-jointed structure. This indicates that an articulated limb may provide an optimal solution for achieving precise, point-to-point movements.

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Presse // 9. February 2005

Bionische Ohren signalisieren Analog-Trend

Die Zukunft in der Entwicklung von Mobilgeräten gehört dem Analog-Chip, behauptet ein MIT-Professor. Der Grund: Solange das Produkt nicht allzu komplex ist, können analoge Komponenten drastisch Strom sparen, erklärte Rahul Sarpeshkar von der Bostoner Elite-Universität auf der International Solid-State Circuits Conference (ISSCC). Den Beweis traten jetzt vier seiner Studenten mit einem komplett implantierbaren analogen Cochlea-Ersatz an…

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