PowerPoint-Folien zur 1. Vorlesung „Bionik I“

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1 PowerPoint-Folien zur 1. Vorlesung „Bionik I“
Ingo Rechenberg PowerPoint-Folien zur 1. Vorlesung „Bionik I“ Einführungsvorlesung Eine bionische Welt im Jahr 2099 Weiterverwendung nur unter Angabe der Quelle gestattet

2 Was ist Bionik

3 Schleimklumpen in der Ursuppe der Erde
1 Schleimklumpen in der Ursuppe der Erde

4 Im Urozean entwickeln sich die Fische
2 Im Urozean entwickeln sich die Fische

5 Vorsichtig erobert das Leben das Land
3 Vorsichtig erobert das Leben das Land

6 Unsere Vorfahren erklettern die Bäume
4 Unsere Vorfahren erklettern die Bäume

7 5 Die Krönung der Evolution ist beeindruckt und denkt über die Nutzung weiterer Evolutionsergebnisse nach

8 Bionik: Studium von Ergebnissen der biologischen Evolution
aus der Sicht des Ingenieurs !

9 Sternstunden der Bionik
3. Multiwinglets 1. Flugzeug 2. Rot-grün-blau-Farbcode 6. Lotus-Effekt 4. Gecko-Tape 5. Neuronale Netze 7. Evolutionsstrategie Sternstunden der Bionik 8. Mottenaugen Effekt 9. Riblet-Oberfläche 10. Sandfisch-Effekt

10 Bionik 2099

11 Der Blick in die Zukunft
?

12 Flugmaschinen schwerer als Luft sind nicht möglich
L. K. (1895) Lord Kelvin

13 Prognosen Zukunftswünsche Zukunftsängste

14 Bionische Fertigung im Jahr 2099

15 Bionik pur: Die gereiften Automobile werden eingefahren

16 2099: Das neue Zeitalter der Fertigung
Spanen versus Wachsen Späne Spanende Fertigung 2006 Wachsende Fertigung 2099 Bionik-Bad 2099: Das neue Zeitalter der Fertigung

17 Maßstabsänderung durch skaliertes Wachstum
Von „Makro“ zu „Nano“ Skalierer Maßstabsänderung durch skaliertes Wachstum

18 Replionik Wissenschaft selbst replizierender Strukturen Auxonik Wissenschaft wachsender Strukturen Zwei neue Wissenschaften am Ende des 21. Jahrhunderts

19 Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad
Nahrungsmoleküle Startmolekül Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

20 Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

21 Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad
Dissoziation Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

22 Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

23 Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

24 Samenzahnrad Vermehrungsbad Massenfertigung 2099

25 Materialien und Funktionswerkstoffe

26 Selbstausrichtung der Knochenbälkchen

27 Ausrichtung von Stäbchenkristallen (Whiskers) in Richtung der Spannungstrajektorien
Ossit ® NovoOssit ® Zusätzliche Eigenschaft der Selbstheilung (Zuwachsen von Rissen) Zwei bionische Werkstoffe am Ende des 21. Jahrhunderts

28 Ossit ®-Brücke am Eröffnungstag 2099
20 Tage später 40 Tage später 60 Tage später 5 t , 2 t 5 t , Selbststrukturierung einer Ossit ®-Brücke unter zunehmender Belastung

29 Straßenschäden wachsen zu
NovoOssit Straße 2099 Straßenschäden wachsen zu Durch Selbstheilung wird eine Haltbarkeit von 50 Jahren garantiert

30 Annelidin ® Ingerferm ® Resilinex ®
Wassermörtel nach dem Vorbild der Wattwürmer (Phylum annelida) Ingerferm ® Wasserverfestiger nach dem Vorbild der Schleimaale (Inger) Resilinex ® Fast perfekter Gummi nach dem Vorbild des Rückschnellproteins (Resilin) in den Flügelgelenken der Heuschrecke Zwei weitere bionische Werkstoffe Ende des 21. Jahrhunderts

31 Resilinex ®-Superball des Jahres 2099
Ohne den biologischen Gummi Resilin könnte der Floh nicht mit 200 g beim Absprung beschleunigen Wirkungsgrad 99% Resilinex ®-Superball des Jahres 2099

32 Energietechnik im Jahr 2099

33 Wassertstoffgewinnung durch künstliche Photosynthese
2099 Wassertstoffgewinnung durch künstliche Photosynthese P h o t s y n e G l i c u g H 2

34 Der Zwei-Zellen-Trick der Alge Nostoc muscorum
Knallgas Nostoc muscorum Der Zwei-Zellen-Trick der Alge Nostoc muscorum

35 Photo-Bioreaktor in der Wüste Erg Chebbi (Südmarokko)
Purpurbakterien 1990 Algen Das ArBAS-Projekt: Artifizielle Bakterien-Algen-Symbiose Solarzelle H 2-Gefäß Photo-Bioreaktor in der Wüste Erg Chebbi (Südmarokko) Verdunstungskühler

36 2099 „Heliomiten“ in der Sahara
Vision einer 100 kW Bio-Wasserstoff-Farm

37 2099: Die Solarfarbe BRESOPAN ® (self breeding solar paint)
Elektrode Streichen Formieren Ernten 2099: Die Solarfarbe BRESOPAN ® (self breeding solar paint)

38 Mobilität Ende des 21. Jahrhunderts

39 Verkehrsflugzeug im Jahr 2099
80% weniger Treibstoff als 2006 durch: Multiwinglets (Vorbild Vogel) Mikro Längsrillen (Vorbild Haifisch) Nachgiebige Oberfläche (Vorbild Delfin) Integralantrieb (Vorbild Schwingenflug)

40 Verkehrs U-Boot im Jahr 2099
90% weniger Treistoff als 2006 durch: Elastisch dämpfende Haut (Vorbild Delfin) Mikro-Längsrillen (Vorbild Haifisch) Mikro-Blasenschleier (Vorbild Pinguin) Integralantrieb (Vorbild Qualle)

41 Das Propeller-Sieb-Modell

42 Zwei Propeller-Sieb-Vehikel durchfliegen einen Raum

43 Integrale Antriebe in der Natur
Vogel Fisch Paramecium Aal Qualle Manta

44 2000 auf dem Fährschiff bei Gibraltar nach Afrika
Schaumschläger 2000 auf dem Fährschiff bei Gibraltar nach Afrika Ein unmöglicher Antrieb

45 Bionik der Abfallbeseitigung

46 ? 2006 2006 2099: Entwicklung der Protein-Mimese PROMIM®

47 Abbau von PROMIM- Produkten
Beschleuniger Alles auf einen Haufen Abbau von PROMIM- Produkten

48 Computation und das Globale Neurale Netz

49 Das „world wide net“ (www) 2006 Von Neumann maschine

50 Das „Global Neural Net“
(GNN) 2099 Neuronen-Computer

51 „Das Zweitgehirn in der Hosentasche 2099“
An künstliche Sinnesorgane angekoppeltes Paralleles Neuronales Netz (PNN)

52 Aus der Betriebsanleitung für den MorphoJet 7 (2099)
Morphofluid nachfüllen Morphokeim einsetzen Produkt im GNN anwählen GNN Aus der Betriebsanleitung für den MorphoJet 7 (2099) Phänodukt entnehmen

53 Cochloiden, Robokrebse und Robofliegen

54 Künstliche Marienkäfer
Vorbild für eine „bionische Putzschabe“

55 Cochloid beim Fensterputzen 2099

56 2099: Stopfkrebse dichten einen Deich mit Annelidin®

57 … An diesen Bienen fiel zunächst die Größe auf
… An diesen Bienen fiel zunächst die Größe auf. Sie waren zwar nicht so groß wie jene, denen Gulliver in Brodingnag begegnete und gegen die er sich mit dem Degen verteidigte, jedoch bedeutend größer, als eine Biene oder auch eine Hornisse ist. Sie hatten etwa den Umfang einer Walnuss, die noch in der grünen Schale steckt. Roman (1957) … Zapparoni, dieser Teufelskerl, hatte wieder einmal der Natur ins Handwerk gepfuscht… Wahrscheinlich saß er dort behaglich bei seinen Büchern und verfolgte zuweilen auf dem Bildschirm, was ihm der Rauchgraue sendete.

58 Vielzweck-Libelloid - Modell 2099

59 Das MFI-Projekt - Mikromechanisches Flug-Insekt
25mm Universität Berkely Das MFI-Projekt - Mikromechanisches Flug-Insekt

60 MAV des Instituts

61 Schwarm-Ingenieurwesen (Hesmonik)

62 Schwarm künstlicher Libellen auf dem Patrouillenflug im Jahr 2099

63 Künstliche Libellen inspizieren 2099 einen Abwasserkanal

64 Libelloide formen eine Antenne zur Detektion von Lawinenverschütteten
Foto: Libelloide formen eine Antenne zur Detektion von Lawinenverschütteten

65 Nano-Biosensoren und „der sechste Sinn“

66 Molekülkescher ! Einmolekülmessgerät Seidenspinnermännchen

67 Die Kunst ein Molekül zu fangen und zu identifizieren

68 Einmolekülmessung durch eine Katalysatorkaskade im Jahr 2099
10 000 Katalysator 100 Signalmolekül Katalysator 1 Katalysator Rezeptor Einmolekülmessung durch eine Katalysatorkaskade im Jahr 2099

69 Lokale Kartoffelkäfer-Elimination durch künstliche Libellen
mit (Z-3-hexen-1-ol)-„Grünblattduft“-Sensor (2099)

70 Bionik im Bauwesen

71 2099: Robotertermiten errichten die Pfeiler einer Autobahnbrücke
Termitenbau 2099: Robotertermiten errichten die Pfeiler einer Autobahnbrücke

72 die Fundamente von Hochhäusern
Tamariske: Wurzeltiefenrekord 60 m 2099: Radiforen begründen die Fundamente von Hochhäusern

73 Bionische Ingenieurausbildung

74 Biologisch-technische Grundvorlesung für Ingenieure 2099
Biologie Technik Biologisch-technische Grundvorlesung für Ingenieure 2099

75 Selbstreproduzierende Raumfahrt-Vehikel

76 Terraleben breitet sich aus
Von-Neumann-Sonden streunen im All

77 Terraforming der Venus im Jahr 2099
Venus Atmosphäre 96.5% C 3.5% N2 O2 Venus Ballon versprüht ABOs (Artifizielle Ballon Organismen)

78 Sport und Spiel in der Bionik Ära

79 Resilinex ®-Sieben-Meilen-Stiefeln
Nacheifern von Tierleistungen Känguru Hüpfen 2099 mit Resilinex ®-Sieben-Meilen-Stiefeln

80 Nacheifern von Tierleistungen
Axolotl Taucher 2099 mit Axolotl-Kiemen

81 Lummobil-Wettkampf im Jahr 2099
Lumme Nacheifern von Tierleistungen Lummobil-Wettkampf im Jahr 2099

82 Danke