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

Was ist Bionik

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

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

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

Unsere Vorfahren erklettern die Bäume 4 Unsere Vorfahren erklettern die Bäume

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

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

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

Bionik 2099

Der Blick in die Zukunft ?

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

Prognosen Zukunftswünsche Zukunftsängste

Bionische Fertigung im Jahr 2099

Bionik pur: Die gereiften Automobile werden eingefahren

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

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

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

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

Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

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

Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

Sich selbst reproduzierende Moleküle im Vermehrungsbad

Samenzahnrad Vermehrungsbad Massenfertigung 2099

Materialien und Funktionswerkstoffe

Selbstausrichtung der Knochenbälkchen

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

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

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

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

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

Energietechnik im Jahr 2099

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

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

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

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

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

Mobilität Ende des 21. Jahrhunderts

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

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)

Das Propeller-Sieb-Modell

Zwei Propeller-Sieb-Vehikel durchfliegen einen Raum

Integrale Antriebe in der Natur Vogel Fisch Paramecium Aal Qualle Manta

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

Bionik der Abfallbeseitigung

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

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

Computation und das Globale Neurale Netz

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

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

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

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

Cochloiden, Robokrebse und Robofliegen

Künstliche Marienkäfer Vorbild für eine „bionische Putzschabe“

Cochloid beim Fensterputzen 2099

2099: Stopfkrebse dichten einen Deich mit Annelidin®

… 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.

Vielzweck-Libelloid - Modell 2099

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

MAV des Instituts

Schwarm-Ingenieurwesen (Hesmonik)

Schwarm künstlicher Libellen auf dem Patrouillenflug im Jahr 2099

Künstliche Libellen inspizieren 2099 einen Abwasserkanal

Libelloide formen eine Antenne zur Detektion von Lawinenverschütteten Foto: 04-01-2099 Libelloide formen eine Antenne zur Detektion von Lawinenverschütteten

Nano-Biosensoren und „der sechste Sinn“

Molekülkescher ! Einmolekülmessgerät Seidenspinnermännchen

Die Kunst ein Molekül zu fangen und zu identifizieren

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

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

Bionik im Bauwesen

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

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

Bionische Ingenieurausbildung

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

Selbstreproduzierende Raumfahrt-Vehikel

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

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

Sport und Spiel in der Bionik Ära

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

Nacheifern von Tierleistungen Axolotl Taucher 2099 mit Axolotl-Kiemen

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

Danke www.bionik.tu-berlin.de