Bionik Labor

An der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft wird seit dem Sommersemester 2008 die Bionik als Wahlpflichtfach gelehrt – mit reger Beteiligung der Studierenden. Seit März 2010 ergänzt wird die Vorlesung zur Bionik durch ein eigenständiges Labor, mit inzwischen einer Vielzahl an Projekten.

Was ist Bionik eigentlich?

Die Natur lehrt uns viele Dinge, die wir im täglichen Leben oft unbewusst benutzen und verwenden. In der Technik – und auch im sozialen Leben – werden diese Methoden entschlüsselt und hinterfragt, um diese zu unserem Nutzen einzusetzen. Ziel dabei ist ein effektiverer Umgang mit Energie und Ressourcen, aber auch Lösungen von Problemen wie bspw. Oberflächenreibung, Fortbewegung, Bauwerke, Kommunikation und vieles mehr.

Diese Rätsel zu entschlüsseln und uns zugänglich zu machen ist die Aufgabe des noch recht jungen Forschungszweiges der Bionik.

Der Begriff "Bionik" stammt aus den 60ger-Jahren und setzt sich aus den beiden Wörtern Biologie und Technik zusammen. Inzwischen besteht die Bionik aus insgesamt 14 Forschungsrichtungen, angefangen von den Bereichen Materialien und Strukturen über Robotik, Medizintechnik bis hin zu gesellschaftlichen-soziologischen Gesichtspunkten.

 

Projekte

Medizintechnik

EndoSnake - Minimal-Traumatischer Chirurgieroboter

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll eine hoch flexible, bionisch inspirierte Plattform für den Einsatz in der endoskopischen Chirurgie entwickelt werden. Die dafür benötigten Instrumente basieren auf einem schlangenähnlichen Manipulator, welcher über ein haptisches Eingabegerät angesteuert wird. Ziel dabei ist es, den operativen Eingriff am Menschen so zu gestalten, dass anstelle eines bisher minimalinvasiven Eingriffs ein minimaltraumatischer Eingriff bewerkstelligt wird.

Mikroroboter in der Medizintechnik und medizinischen Labortechnik

Das Forschungsprojekt „Microman“ umfasst die Analyse und Entwicklung eines Systems zur Diagnose von festen als auch flüssigen Laborproben. Dabei agieren zur Durchführung individuellster Aufgaben frei konfigurierbare und autonome Mikroroboter gemeinsam auf einer Arbeitsplattform.

Tierroboter

Spinne

Diese Projekt beschäftigt sich mit dem Aufbau einer pneumatisch angetrieben Spinne, welche eine Traglast von ca. 20kg befördern kann. Beginnend bei der Konzipierung der einzelnen Beine nach dem natürlichen Vorbild sollen diese mit dem gemeinsamen Körper zu einem funktionsfähigen Laufroboter weiterentwickelt werden.

Ameise

Diese Projekt beschäftigt sich mit dem Aufbau einer elektrisch angetrieben Ameise. Diese besitzt sechs einzeln ansteuerbare Beine und eine in alle Richtungen neigbaren Kopf. Ebenfalls existieren zwei Klauen um Gegenstände zu greifen. Zur Wahrnehmung der Umgebung ist dieser mechatronische Roboter mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet.

Fisch

Das Projekt „FinRay“ ist ein Projekt, welches die Entwicklung eines autonomen Schwimmroboters auf Basis der natürlichen Bewegungskinematik eines Fisches beinhaltet. Grundlegendes Ziel ist es, mit einem Aktuator eine Schlagflosse anzutreiben, welche durch ihre Geometrie eine Bewegung ausführt, die der Schwanzflosse eines Fisches ähnelt. Mit der Bewegung der Schlagflosse soll ein ausreichender Vortrieb erreicht werden, um den Schwimmroboter anzutreiben.

Schwarmroboter

Ein äußerst interessanter Bereich in der Bionik ist die Erforschung von Schwärmen und deren Verhalten.

In diesem Falle geht es um das Verhalten von Ameisen im Schwarm und ihrer sehr erfolgreichen Methoden. Dies ist ein recht neuer Forschungszweig, an dem die HS Karlsruhe in Zusammenarbeit mit dem KIT, dem Karlsruher Institut für Technologie arbeitet.

Ein weiteres Ziel ist es nun, ähnlich wie bei den Ameisen ein schwarmtypisches Verhaltensmuster auf die Roboter zu übertragen.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Ramon Estaña
Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft
Tel.: +49 (0)721/925 - 1874
Email: ramon.estanaspam prevention@hs-karlsruhe.de

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Prof. Dr.-Ing. Ramon Estaña

Gebäude M, Zimmer 108
Moltkestr. 30, 76133 Karlsruhe
Tel. +49(0)721 925-1874
Fax. +49(0)721 925-1915
E-Mail ramon.estanaspam prevention@hs-karlsruhe.de

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