Ringvorlesung Bionik am Standort Iserlohn

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1 Fachhochschule Südwestfalen Wir geben Impulse Ringvorlesung Bionik am Standort Iserlohn FB I+N in Kooperation mit FB M

2 Inhaltsverzeichnis Bionik Wofür Bionik? Was ist Bionik? Kooperierende Fachgebiete Was bringt den Studierenden die Bionik? Teilgebiete der Bionik I bis IV Motivation für Ringvorlesung-Bionik I bis II Aufgabengebiete für Absolventen Quellenverzeichnis Fragen zur Ringvorlesung Bionik? Folie 2 ( ) Bionik_Praesentation

3 Wofür Bionik? Folie 3 ( ) Bionik_Praesentation

4 Was ist Bionik? Die Bionik verbindet Biologie und Technik. Bionikerinnen/Bioniker sind Ingenieure, die technische Lösungen nach dem Vorbild der Natur erarbeiten und zur Anwendung bringen [1]. Vorbilder liefern die mittels Technischer Biologie und Physik gewonnenen Erkenntnisse aus der Pflanzen und Tierwelt sowie deren evolutionäre Entwicklung und Spezialisierung [1]. Bionik ist eine Brücke zwischen Biologie und Technik. Sie ermöglicht effiziente und nachhaltige technische Lösungen. Bionik schont die Ressourcen unserer Welt [2]. Bionik spricht alle Menschen (Frauen, Kinder, Jugendliche und Männer) gleichermaßen an [3, 7, 8]. [ ] siehe Quellenverzeichnis am Ende Folie 4 ( ) Bionik_Praesentation

5 Mit welchen Fachgebieten kooperiert die Bionik: Fachgebiet Trefferquote Suchmaschinen [4] Nov Mai 2011 Mathematik Maschinenbau Pharmazie Biologie Wirtschaft Bauwesen Medizin Physik Elektrotechnik Architektur Chemie Informatik Folie 5 ( ) Bionik_Praesentation

6 Was bringt den Studierenden die Ringvorlesung Bionik? Neue Erkenntnisse, die Natur noch stärker als Vorbild zu nutzen Wertvolles Anwendungswissen nach dem Vorbild der Natur Kontakt zu Dozenten aus anderen Fachbereichen, Forschungseinrichtungen und der Industrie Hoffentlich Spaß am Studium Folie 6 ( ) Bionik_Praesentation

7 Teilgebiete der Bionik I Optimierung, Sensor- und Neurosysteme [1] Optimierung Neurobionik w ij = η o i (t j o j ) Sensorik Bildquellen: Krone/Schneider Krone/Lehmann Fiolka Simuform/Klimmek Stieglitz Neumann Lehmann Zell/Lehmann Schneider Lehmann Neumann Schneider Folie 7 ( ) Bionik_Praesentation

8 Teilgebiete der Bionik II Robotik und Leichtbau [1] Robotik Leichtbau Bildquellen: Schneider CoTeSys/Lehmann Festo/Venhaus Krone Daimler Audi Schneider Festo Folie 8 ( ) Bionik_Praesentation

9 Teilgebiete der Bionik III Energie und Bewegung, Materialien und Struktur, Verfahren und Abläufe [1] Energie + Bewegung Materialien + Strukturen Verfahren + Abläufe Bildquellen: Schneider Lehmann Daimler/Schäfer Villbrandt/Ihrig/Leh Eisenbarth Venhaus/Stadtlander Kirsch Fobbe Ihrig Brenig Stadtlander Lehmann Folie 9 ( ) Bionik_Praesentation

10 Teilgebiete der Bionik IV Systematik und Organisation, Klima und Bau [1] Systematik + Organisation Klima + Bau Bildquellen: Brenig/Lehmann Wunderwelten Krone/Lehmann SIHK Hagen Lange/Schneider Kirsch Lehmann Hundertwasser Folie 10 ( ) Bionik_Praesentation

11 Motivation für ein Konzept Ringvorlesung Bionik an der FH-SWF I Wahlfach Bionik ist mit der vorhandenen Infrastruktur und dem vorhandenen Personal realisierbar. Erwartung: etwa 20 Anfänger im eingeschwungen Zustand mit einem hohen Frauenanteil Bionik stellt eine Synthese aus verschiedenen naturwissenschaftlichen und technischen Disziplinen dar: Biologie, Maschinenbau, Mathematik, Physik, Chemie, Informatik, Elektrotechnik und Werkstoffe (MINT) Bionik ist ein Beitrag des FB I+N und FB M in Iserlohn zu kooperativen Lehrveranstaltungen Erhaltung und Stärkung des Alleinstellungsmerkmals Naturwissenschaften in der FH SWF (Bionik derzeit bundesweit nur an wenigen Standorten) Folie 11 ( ) Bionik_Praesentation

12 Motivation für ein Konzept Ringvorlesung Bionik an der FH-SWF II Intensivierung der Kooperation FB I+N mit FB M zur Nutzung der Synergien und Stärkung des Standortes Iserlohn Gute Vernetzung mit der regionalen Industrie in Südwestfalen und NRW sowie mit Wirtschaftsverbänden und Forschungseinrichtungen über die Themen Leichtbau, Neuro- und Sensorsysteme, Systementwicklung, Optimierung, Steigerung der Energieeffizienz von Systemen, nachhaltige Mobilität, e-mobilität Hervorragende Berufsaussichten für interdisziplinär ausgebildete Ingenieurinnen und Ingenieure mit Bionikkenntnissen (Quelle: VDI, Gutachten der SIHK Hagen) [5, 6] Folie 12 ( ) Bionik_Praesentation

13 Aufgabengebiete für Absolventen [2, 4, 6] Trefferquote Suchmaschine Arbeitsschwerpunkte für Bioniker Folie 13 ( ) Bionik_Praesentation

14 Quellenverzeichnis [x] 1. Nachtigall, W.: Bionik - Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler. 2. Auflage (vollst. neu bearbeitet) Springer, Berlin Heidelberg New York Dr. Hildegund Seydel: Bionik. Wissenschaftlicher Dienst des deutschen Bundestages. 22. Juli 2003; aktualisiert: 27. November 2003, Berlin, Reg.-Nr.: WF VIII G - 135/ Bionik - Patente der Natur, Sonderausstellung im LWL-Museum für Naturkunde. Münster Suchmaschine zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Suche nach Suchbegriff+Bionik mit Angabe von Trefferquote und Zeitraum Mai und November VDI-Richtlinien in der Bionik. 7 Fachausschüsse zu Konzeption und Strategie, Bionische Oberflächen, Bionische Roboter, Bionische Materialien, Bionische Optimierung, Bionische Informationsverarbeitung, Bionische Architektur und Industriedesign. Düsseldorf ; 8c 6. Der VDI bringt Bionik zu den Ingenieuren 7. Gutachten der SIHK Hagen zur Einführung eines Studienganges Bionik an der FH Südwestfalen, Hagen im Mai Alfred Vendl, Steve Nichols: Bionik. Das Genie der Natur. Blu ray Disc und DVD. Polyband Medien GmbH Demografische Entwicklung NRW, Kreise, Städte Bertelsmann Stiftung. Gütersloh 2011 Folie 14 ( ) Bionik_Praesentation

15 Fragen zur Motivation Ringvorlesung Bionik? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bildquelle: Funkschau Folie 15 ( ) Bionik_Praesentation

16 Anhang: Antworten auf FAQs Welche Branchen haben Bedarf für Bioniker? Welchen Markt hat die Bionik/Umwelttechnik als Wirtschaftszweig? In welchen Unternehmensbereichen arbeiten Bioniker? Welchen Bedarf sehen Berufsverbände für Bioniker? Sicht des VDI auf die Bionik / Was passiert an der FH SWF in den Fachgebieten? Folie 16 ( ) Bionik_Praesentation

17 Anlage: Antworten auf FAQs Branchen mit Bedarf für Bionik [4] Trefferquote Suchmaschine Branchen mit Bedarf für Bionik Folie 17 ( ) Bionik_Praesentation

18 Antworten auf FAQs Studie von Roland Berger zum Markt für Umwelttechnik Studie 2009 von Roland Berger Strategy Consultants im Auftrag des Bundesumweltministeriums: Entwicklung auf den Weltmärkten übertrifft alle Vorhersagen, Umsatz der globalen Umweltindustrien bis 2020: 3100 Mrd. Euro [10] Umfrage unter 1300 Unternehmen und rund 200 Forschungseinrichtungen sowie Sekundär-Recherche Deutschland wird als Marktführer in vielen Branchen besonders von der "global green recovery" der Weltwirtschaft profitieren, besonders erfolgreich sind deutsche Biogasanlagenhersteller (90 Prozent Weltmarktanteil) Umwelttechnik gehört zu den innovativsten Branchen in Deutschland, Staat ist traditionell wichtigster Förderer von Forschung und Entwicklung (FuE) Starkes Wachstum in allen Bundesländern (Leh: besonders in NRW), jedoch Unterschiede im Grad der Internationalisierung Folie 18 ( ) Bionik_Praesentation

19 Antworten auf FAQs Unternehmensbereiche für Bioniker [4] Trefferquote Suchmaschine Unternehmensbereiche für Bioniker Beratung Design und Konstruktion Forschung und Entwicklung Prüf- und Qualitätswesen Prozessoptimierung Folie 19 ( ) Bionik_Praesentation

20 Antworten auf FAQs: Auszüge aus einem Gutachten zur Bionik von der SIHK im Jahre 2011 [7] Insbesondere die südwestfälische Schwerpunktbranchen die Automotive-Industrie, der Maschinenbau und die Gebäudetechnik stehen vor der zentralen Herausforderung, die Ressourceneffizienz deutlich zu verbessern und die Nutzung erneuerbarer Energien auszubauen. Hier kann die Bionik Antworten auf wichtige Fragestellungen geben. Zum Beispiel kann die Konstruktion von Bauteilen nach biologischen Vorbildern entscheidend dazu beitragen, den Leichtbau im Automobil voranzutreiben. Auch in der Gebäudetechnik fordert der deutliche Trend zum Green Building neue Lösungen. Ob bei der Konstruktion von Gebäuden, bei Lüftung, Kühlung oder Heizung kann das Lernen von der Natur wertvolle Ideen liefern. Aufgrund der Branchenstruktur eröffnen sich in Südwestfalen aus heutiger Sicht sehr viele interessante Berufsperspektiven für spätere Absolventen mit Bionikkenntnissen. Ein weiterer Vorteil der Bionik ist nach unserer Einschätzung auch, dass durch die enge Anbindung an das Studienfach Biologie verstärkt Frauen angesprochen werden, zumindest in stärkerem Maße als bei traditionellen technischen Studiengängen. Hier ließen sich wertvolle Potentiale im Hinblick auf technische Nachwuchskräfte erschließen. Folie 20 ( ) Bionik_Praesentation

21 Antworten auf FAQs: So ordnet der VDI die Bionik ein! Was passiert an den Standorten der FH SWF? SO + IS + HA SO IS IS + SO HA + LÜD Folie 21 ( ) Bionik_Praesentation

22 Antworten: Was unsere Kollegen von anderen Standorten zur Bionik sagen. Pressemitteilung FH SWF MES: Bionik - Von der Weisheit der Natur lernen Mescheder Hochschulreferat am 30. November 2011 Wenn Autoreifen wie Katzenpfoten konstruiert werden oder Flugzeuge eine Haifischhaut bekommen, dann ist Bionik im Spiel. Wie man hiermit in Wissenschaft und Technik von der Weisheit der Natur lernen kann, zeigt Prof. Dr. Wolfram Stolp im Mescheder Hochschulreferat am 30. November. Der Begriff "Bionik" setzt sich zusammen aus "Biologie" und "Technik". In der Technik zeugen bereits marktgängige Produkte vom Nutzen der bionischen Vorgehensweise. Aber auch im Management von Unternehmen werden immer stärker organisatorische und strategische Lösungen nach bionischer Methodik eingesetzt. Dabei setzt man auf bewährte Lösungen: Die Evolution des Lebendigen hat eindrucksvoll demonstriert, wie sich Lebensformen mit immer besseren Konstruktionen, Verfahren und Strategien ihr Überleben sichern. Dies gelingt in Fauna und Flora trotz knapper Ressourcen, steigendem Wettbewerbsdruck und permanenten Veränderungen im Umfeld. "Es wäre mehr als töricht, wenn man auf die in Jahrmillionen erfolgreich erprobten Lösungen aus dem Testlabor der Natur verzichten wollte", meint Prof. Dr. Wolfram Stolp [12] Folie 22 ( ) Bionik_Praesentation

23 Quellenverzeichnis für die Beantwortung von Fragen [9] Demografische Entwicklung NRW, Kreise, Städte Bertelsmann Stiftung. Gütersloh 2011 [10] Roland Berger Strategy Consultants im Auftrag des Bundesumweltministeriums: Entwicklung der Umwelttechnik auf den Weltmärkten [11] Bildungsforschung Band 30: Mathematikunterricht und Geschlecht Empirische Ergebnisse und pädagogische Ansätze. Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Referat Bildungsforschung. Berlin 2005 [12] Pressemitteilung FH SWF MES: Prof. Dr. Wolfram Stolp: Bionik - Von der Weisheit der Natur lernen. Mescheder Hochschulreferat am 30. November [13] Stadt- und Regionalplanung Dr. Jansen GmbH: Schulentwicklungsplan für die Berufskollegs des Märkischen Kreises Entwurfsstand: Köln [14] Gespräch mit Prof. Seidl, FH GE Abt. Bocholt am Gründungsprofessor des BA Bionik an der FH GE. Studium in Saarbrücken bei Prof. Nachtigall. [15] Gespräch mit Prof. Baars, HS Bremen FB 7 Schiffbau, Meerestechnik und Angewandte Naturwissenschaften am /2011/09/27/bionik-avk-tagung/ Professor für Bionik und Fluidmechanik. Folie 23 ( ) Bionik_Praesentation

24 Bildimpressionen: Das innere eines Termitenhügels mit natürlicher Klimatisierung Folie 24 ( ) Bionik_Praesentation

25 Bildimpressionen: Kot hält die Welt zusammen Folie 25 ( ) Bionik_Praesentation

26 Bildimpressionen: Der Lotuseffekt von seiner schönsten Seite Folie 26 ( ) Bionik_Praesentation

27 Bildimpressionen: Schwarm nimmt die Form eines größeren Fisches an Folie 27 ( ) Bionik_Praesentation

28 Bildimpressionen: Körperwelten der Mensch von innen und Struktur der Bluthydraulik Folie 28 ( ) Bionik_Praesentation

29 Bildimpressionen: Evolutionär optimierte Brückenform Folie 29 ( ) Bionik_Praesentation

30 Bildimpressionen: Menschliche Roboter Folie 30 ( ) Bionik_Praesentation