Aktuelles // 24. September 2024

Einladung zum Bionik-Unternehmensforum 2024

Welche Vorteile bieten bioinspirierte Lösungen für Unternehmen und wie lassen sich diese zielorientiert umsetzen? Das Bionik-Unternehmensforum 2024 bietet interessierten Vertreterinnen und Vertretern von Unternehmen eine exklusive Plattform, um sich mit Mitarbeitenden von Unternehmen wie z.B. Festo, Brose, Airbus und anderen auszutauschen, die bereits erfolgreich und gewinnbringend bioinspirierte Technik-Konzepte für ihre Produkte und Herstellungsprozesse einsetzen. Das Forum findet am 14. November von 9.00 bis 12.00 Uhr in Esslingen a.N. am Stammsitz der Festo-Gruppe statt und bietet auch die Möglichkeit, beim Mittagessen, beim Festo-Rundgang und bei den Vorabend-Events mit den BIOKON-Mitgliedern und mit den Beteiligten der BMBF-geförderten Projekte zur „Biologisierung der Technik“ ins Gespräch zu kommen.

Am Vorabend des Unternehmensforums findet um 18.00 Uhr die feierliche Verleihung des diesjährigen Bionik Awards mit anschließendem Get-together statt. Die Preisträger*innen des BIOKON-Nachwuchspreises werden von einer Expertenjury aus Forschung und Industrie ausgewählt und für ihre herausragenden bioinspirierten Ideen gewürdigt.

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Aktuelles // 17. September 2024

Trauer um die langjährigen Mitglieder Professor Werner Nachtigall und Markus Fischer 

BIOKON trauert um sein Gründungsmitglied Prof. Dr. Werner Nachtigall, der am 5. September 2024 im Alter von 90 Jahren verstorben ist.
Traurig und erschüttert müssen wir auch Abschied nehmen von unserem langjährigen Mitglied Dipl.-Ing. Markus Fischer, der am 19. August 2024 völlig überraschend gestorben ist.

Werner Nachtigall hat als einer der weltweiten Pioniere der Bionik  maßgeblich dazu beigetragen, Bionik als Wissenschaftsrichtung zu etablieren und in Deutschland groß zu machen. Er etablierte 1990 die Studienrichtung „Technische Biologie und Bionik” im Rahmen des Studiengangs Biologie und gründete die „Gesellschaft für Technische Biologie und Bionik“, deren erster Vorsitzender er bis 2003 blieb. Werner Nachtigall bereicherte durch vielfältige Aktivitäten die wissenschaftliche Gemeinschaft – unter anderem als Vertrauensdozent der Studienstiftung des Deutschen Volkes, als langjähriger Fachgutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft, als Mitglied der Mainzer Akademie der Wissenschaften und der Literatur sowie als Mitglied der Sudetendeutschen Akademie der Wissenschaften und Künste in München.

Mit über 300 Publikationen, darunter wegweisende Werke wie „Biomechanik“ (2001), „Bionik – Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler“ (2003) oder „Bionik als Wissenschaft“ (2010), leistete Professor Nachtigall einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Bionik. Das ist sein Vermächtnis.

Markus Fischer arbeitete von 2001 bis 2012 bei der Festo SE & Co. KG, ab 2006 als Leiter Corporate Design, und etablierte dort unter anderem das Bionic Learning Network, in dem Unternehmen und Hochschulen gemeinsam technische Konzepte nach dem Vorbild der Natur realisieren. Dies war eine zentrale Schnittstelle zu zahlreichen Akteuren unseres Bionik-Kompetenznetzes.

Faszinierende und eindrückliche Bionik-Projekte, wie zum Beispiel der berühmte „Elefanten-Rüssel“, aber auch Quallen, Pinguine und flugfähige Vögel gehörten zu seinen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten – Zukunftstechnik zum Anfassen. Sein Ziel war auch immer, das Leben technologisch zu erleichtern. Für seine Arbeiten wurde er mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet, darunter mit dem Deutschen Zukunftspreis 2010, dem Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation.

BIOKON verliert mit Markus Fischer und Werner Nachtigall zwei Mitglieder, die sich um die Bionik und das Bionik-Kompetenznetz verdient gemacht haben. Wir werden ihnen ein ehrendes Andenken bewahren.

Aktuelles // 22. März 2024

BIOKON bei der „Woche der Umwelt“

BIOKON ist als Aussteller bei der Innovationsschau des Bundespräsidenten und der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) rund um eine nachhaltige Zukunft am 4. und 5. Juni 2024 im Park von Schloss Bellevue vertreten. Das Bionik-Kompetenznetz präsentiert, wie Unternehmen mit Hilfe von  Bionik und biologisierter Technik zukunftsweisende Innovations- und Transformationspotenziale freisetzen, ihre Wertschöpfungsprozesse optimieren und mit Nachhaltigkeitsperspektive aufladen.

So geht Zukunft: Biologisierung der Technik

Vorgestellt werden bio-inspirierte Material- und Werkstofflösungen, die im Maschinen- und Anlagenbau, in der Medizin- und Verfahrenstechnik oder der Bauwirtschaft zum Einsatz kommen und den transformativen Ansatz einer biologisierten Technik veranschaulichen. Die Beispiele stammen aus der BMBF-Fördermaßnahme „Biologisierung der Technik: Bioinspirierte Material- und Werkstoffforschung“, für die BIOKON gemeinsam mit der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) und der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V. (DGO) im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitprojekts BioTrans den Wissens- und Technologietransfer koordiniert.

BIOKON stellt einen Demonstrator des Bionic-Innovations-Centrums der Hochschule Bremen (B-I-C) ins Zentrum der Präsentation, mit dem die langjährig erforschten und mittlerweile validierten Ergebnisse der bioinspirierten Reibungsreduktion an Schiffhüllen vorgestellt werden. Der Schwimmfarn Salvinia molesta kann unter Wasser eine Luftschicht „festhalten“. Expert*innen aus dem Bionik-Kompetenznetz haben das Konzept hinter dem biologischen Vorbild entschlüsselt und daraus eine nachhaltige technische Lösung entwickelt. Durch einen sogenannten „Aircoat“, ein bioinspiriertes, selbstklebendes Foliensystem, wird am Schiffsrumpf eine Luftschicht gehalten. Das reduziert die Reibung und den Kraftstoffverbrauch von Schiffen erheblich (mehrere Millionen Tonnen pro Jahr) und damit auch die Abgasemissionen (zig Millionen Tonnen CO₂e). Zudem verhindert die Luftbarriere das Biofouling und mindert die Emission von Schiffslärm.

Einzigartige Atmosphäre für Zukunftsthemen im Park von Schloss Bellevue

 Bei der „Woche der Umwelt“ 2024 werden im Park von Schloss Bellevue, dem Amtssitz des Bundespräsidenten, insgesamt rund 190 Ausstellende ihre Innovationen und Lösungen für mehr Umweltschutz präsentieren. Eine hochkarätig besetzte Jury aus Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft hat dafür etwa 400 Bewerbungen mittels einer bundesweiten Ausschreibung gesichtet.

Die Innovationsschau widmet sich hochaktuellen Aspekten zum Klima-, Umwelt- und Artenschutz: Am 4. und 5. Juni sollen Diskussionen und ein Talk des Bundespräsidenten mit jungen Menschen auf der Hauptbühne sowie mehr als 70 Fachforen frische Impulse und Lösungen liefern. Es geht um zentrale Herausforderungen unserer Zeit. Zur Sprache kommen zum Beispiel Klimaneutralität und Energiesicherheit, Wasserstofftechnologie, Biodiversität und Ressourcenschutz, nachhaltiger Wandel und sozialer Zusammenhalt. Andere Themen sind Bildung, Digitalisierung, Infrastruktur und Wirtschaft

Besuchen Sie uns auf der Woche der Umwelt

Wir laden Sie ein, uns auf der Woche der Umwelt zu besuchen. Anmeldung >> 

Aktuelles // 10. März 2024

Bionik Award – der BIOKON Nachwuchspreis

Das Bionik-Kompetenznetz BIOKON verleiht den „Bionik Award – The Young Talent Award for Engineering powered by Nature“. Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert, gespendet von der Festo SE & Co. KG.

Nachwuchswissenschaftler*innen und junge Kreative bis zu einem Alter von 30 Jahren können sich mit ihren Ideen zu Bionik und Biologisierung der Technik bewerben. Gesucht wird die Kombination aus wissenschaftlichem Verständnis des biologischen Funktionsprinzips, Konzept des bionischen Funktionsmechanismus und praktischer Umsetzung in Form von Funktionsmodellen oder Demonstratoren, welche den Proof of Concept und die Anwendungspotentiale veranschaulichen. Bei dieser Preisausschreibung stehen Lösungsideen für konkrete technische Herausforderungen im Mittelpunkt.

>> Booklet mit allen Informationen zum Download

Bionik und die Biologisierung der Technik ermöglichen durch die technische Umsetzung biologischer Prinzipien völlig neuartige Produkte und Technologien zum Wohle der Menschen, mit großem wirtschaftlichen Nutzen und hohem Potential für nachhaltige Industrielösungen. Die Qualität der wissenschaftlichen Ausarbeitung, die Präsentation der Machbarkeit durch Demonstratoren und die Überzeugungskraft bzgl. der Produktpotenziale sind die wesentlichen Kriterien für die Bewertung der Einreichungen durch eine interdisziplinär zusammengesetzte Expert*innen-Jury, bestendend aus Industrievertreter*innen, Wissenschaftler*innen und Bionik-Professor*innen der drei deutschen Hochschulen mit Bionik-Studiengängen.

Teilnahmebedingungen

• Der Preis wird für eine innovative, besonders mit Blick auf Realisierbarkeit und Nutzen überzeugende Idee im Bereich Bionik und Biologisierung der Technik vergeben. Dies können Ideen oder Entwicklungen sein, die in Studien- oder Projektarbeiten oder auch wissenschaftlichen Abschlussarbeiten entstanden sind.
• Bewerbungen können in deutscher oder englischer Sprache eingereicht werden.
• Bewerben können sich Personen bis zur Vollendung ihres 30. Lebensjahres. Das gilt sowohl für Einzelpersonen als auch sämtliche Mitglieder eines Teams.
• Bewerbungen müssen durch die Nachwuchstalente selbst erfolgen; Einreichungen durch Dritte sind ausgeschlossen.
• Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.

Was ist einzureichen?

• Schriftliche Bewerbung (inklusive einer Kurzfassung), in der die technische Herausforderung, das biologische Vorbild und die neuartige Lösungsidee aussagekräftig beschrieben werden. Der Machbarkeitsnachweis (Proof of Concept) für die Anwendung und/oder der Aufbau eines Demonstrator-Modells sollen Bestandteil der Ausarbeitung sein. Der Umfang darf max. 10 Seiten bei einer Schriftgröße von 11 PT und 1,15-fachem Zeilenabstand betragen. Ein Video eines Funktionsmodells oder Demonstrators (max. 30 Sekunden) kann zusätzlich eingereicht werden.
• Lebenslauf der Autorin oder des Autors bzw. Lebensläufe der Teammitglieder mit Angabe des Geburtsdatums (zählen nicht zu den 10 Seiten).
• Im Falle einer Teambewerbung: Erklärung jedes Teammitglieds zur Angabe des individuellen Beitrags zum Projekt (zählen nicht zu den 10 Seiten).

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung als ein einziges PDF ggf. plus Video mit dem Betreff „Bionik Award“ an kontakt@biokon.de.
Einsendeschluss für Bewerbungen ist der 31.07.2024.
Die Preisverleihung findet am 13.11.2024 bei Festo in Esslingen statt.

Sollte Ihre Bewerbung eine Dateigröße von 20 MB überschreiten, kontaktieren Sie uns bitte. Dann vereinbaren wir, auf welchem Weg Sie uns Ihre Einreichung zukommen lassen können.

Jury

• Dr. Rainer Erb, Forschungsgemeinschaft Bionik-Kompetenznetz e.V.
• Prof. Dr. Antonia Kesel, Hochschule Bremen
• Dr. Stefan Klein, Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
• Dr. Elias Knubben, Festo SE & Co. KG
• Prof. Dr. William Megill, Hochschule Rhein-Waal
• Dr. Daniel Meyer, Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V.
• Prof. Dr. Alexander Sauer, Westfälische Hochschule
• Prof. Dr. Kristina Wanieck, Technische Hochschule Deggendorf

Spender des Preises

Festo ist ein weltweit führender Anbieter von Automatisierungstechnik und Technischer Bildung. Bionik und das Lernen von der Natur für die Technik hat bei Festo eine lange Tradition: Seit rund 20 Jahren nutzt Festo sein „Bionic Learning Network“ als Inspirationsquelle von der Natur für zukünftige Technologien. Aus über 60 Projekten konnte neues Wissen in die Forschung und Entwicklung innovativer Produkte einfließen. Auch die aktuellen Anforderungen an eine biologische Transformation in der Industrie, mit neuen Organisationsprinzipien der Kreislaufwirtschaft und klimaneutralen Produktionsverfahren, wie beispielsweise durch Photosynthese in Bioreaktoren, werden aus diesen Inspirationsquellen für zukünftige Generationen vorbereitet. Dabei sieht man bei Festo die lebende Zelle als kleinste und effizienteste Fabrik der Zukunft.

Festo unterstützt den BIOKON Nachwuchspreis mit einem Preisgeld in Höhe von 5.000 EUR.

Forschung // 30. Januar 2024

Schweißverzug mit Evolutionsstrategien minimieren

Ob Brennstoffzelle aus dünnstem Blech oder Containerschiff – beim Schweißen tritt durch den Wärmeeintrag ein Verzug im Bauteil auf, wodurch dessen Maßhaltigkeit negativ beeinflusst wird. Sind es viele Schweißnähte an einem Bauteil, werden Schweißnahtfolge-Pläne benötigt, die eine Auskunft darüber geben, bei welcher Reihenfolge der Schweißungen der geringste Verzug entsteht. Mithilfe von Evolutionsstrategien gelingt es, schnell zur optimalen Schweißnahtfolge zu kommen.

Der durch das Schweißen verursachte Bauteilverzug erfordert zeit- und kostenintensive Nacharbeit – je nach Bauteilgröße, Blechstärke und Zahl der Schweißnähte bis zu mehreren Stunden. Bei komplexem Schweißstrukturen mit einer Vielzahl von Nähten ist die optimale Schweißnaht-Reihenfolge nicht intuitiv ersichtlich. Die Ermittlung der optimalen Reihenfolge durch reale Schweißversuche ist sehr zeitaufwendig und teuer. Hier können durch den effizienten Einsatz einer numerischen Simulation Zeit, Material und Kosten gespart werden. Aber auch hierbei ist der (Zeit-) Aufwand möglichst klein zu halten. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde nun beim Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH (TIME) untersucht, inwieweit Evolutionsstrategien eine effiziente Lösung für das Auffinden der besten Schweißnahtreihenfolge sein können.

Zur Entwicklung der Methodik und der Überprüfung der Anwendbarkeit von Evolutionsstrategien auf Schweißverzug haben die Experten von TIME ein generisches Bauteil entwickelt. Dazu wurde ein Demonstratorbauteil, bestehend aus einer Grundplatte mit drei Stegen, ersonnen, an welchen 6 Schweißnähte auszuführen sind. Erlaubt man eine beliebige Abfolge der 6 Schweißnähte und den zusätzlichen Freiheitsgrad der Schweißrichtung, so ergeben sich 46.080 mögliche Schweißabfolgen – unmöglich die beste Schweißnahtreihenfolge experimentell zu optimieren.

Bei TIME wurde daher in einem ersten Schritt eine Schweißstruktursimulation zum Demonstratorbauteil erstellt. Um das Modell zu validieren, wurden reale Schweißversuche nach einem festgelegten Folgeplan durchgeführt. Bei den Versuchen wurde die Bauteilverformung an 4 Punkten gemessen und mit den Simulationsergebnissen verglichen.

Im Anschluss wurde mittels einer geeingeten Evolutionsstrategie durch Mutation und Translokation der simulierten Schweißungen eine Anzahl von „Nachkommen“ und verschiedene „Generationen“ erzeugt.
Ergebnis: Bereits nach 5 Generationen wurde ein Optimum erreicht, für das sich in späteren Generationen nur noch geringe Verbesserungen ergaben. Die Verringerung des Verzuges betrug dabei bis zu 18,5%. Im Vergleich zur Optimierung durch Schweißversuche ist die Zeit- und Kosteneinsparung durch die Optimierung basierend auf Evolutionsstrategien immens.

Den vollständigen Beitrag finden Sie hier >>