Bionics (ab WS 19/20)

Was ist Bionik?

In der Bionik geht es um das Lernen von der Natur und um die Übertragung der Erkenntnisse in technische Anwendungen. Der Begriff Bionik ist ein Kunstbegriff der sich aus den Bereichen Biologie und Technik zusammensetzt. Im englischen Sprachgebrauch werden die Begriffe bionic oder biomimetic verwendet. Biologische Materialen, Konstruktionen, oder Prinzipien wie die Selbstorganisation, sind Vorbilder für die technische Entwicklung innovativer Materialien und Konstruktionen mit neuen, verbesserten Eigenschaften.

Ein Beispiel für ein biologisches Material ist die Spinnenseide. Ein Faden aus Spinnseide ist zugleich leicht, flexibel und dehnbar und dennoch dreimal so stabil wie ein vergleichbarer Faden aus Stahl. Solche besonderen Materialeigenschaften sind von Interesse für die Entwicklung elastischer, aber zugleich belastbarere künstlicher Gewebe. Ein weiteres Beispiel stellt die Unbenetzbarkeit und Selbstreinigung bestimmter biologischer Oberflächen dar, welche auch als Lotuseffekt bekannt ist. Dieser Effekt führt zu Erfindungen wie z.B. neuartiger Fassaden.

Ein anderes Vorbild, für eine besonders effiziente und reversible Haftung auf Oberflächen, ist der Gecko. Die Haftfähigkeit des Gecko ist sowohl Vorbild für die Entwicklung von neuen Klebstoffen als auch für die Entwicklung kletternder Roboter.

Aufbau des Studiums

Bionik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft die ingenieurswissenschaftliche aber auch biologische Kenntnisse erfordert. Das Angebot an Kursen ermöglicht den Studierenden eine Spezialisierung im Bereich biomimetische Materialien oder in eine eher technische Spezialisierung mit dem Schwerpunkt Robotik.

Qualifikationsziele des Studiums

Das Studium mit dem Schwerpunkt Robotik befasst sich auf die Steuerung und Programmierung von bio-inspirierten Robotern und robotischen Systemen sowie dem Design und Aufbau von bionischen Robotern und Systemen. Studierende durchlaufen drei Blöcke: Im ersten Block erwerben sie Grundlagen in experimentellen und mathematischen Fähigkeiten, Grundlagen im Management sowie die Grundlagen der Bionik. Im zweiten Block erwerben sie tiefergehende Kenntnisse unter anderem in Programmierung, mathematischer Analyse und der Steuerung von autonomen Robotern. Im dritten Block werden die Kenntnisse angewandt und für die Abschlussarbeit umgesetzt.

Das Studium mit dem Schwerpunkt Materialwissenschaft befasst sich mit dem Design und der Produktion neuer Materialien mit besonderem Fokus auf die Chemie von biologischen und bionischen Materialien. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Anwendung bionischer Materialien. Studierende durchlaufen drei Blöcke: Im ersten Block erwerben sie Grundlagen in experimentellen und mathematischen Fähigkeiten, Grundlagen im Management sowie die Grundlagen der Bionik. Im zweiten Block ist der Fokus auf der Chemie von Plastik und Verbundstoffen, "smart materials" und Leichtmaterialien. Im dritten Block werden die Kenntnisse angewandt und für die Abschlussarbeit umgesetzt.

 

Absolvent*innen des Studiengangs sind in der Lage

  • das im Studium erworbene Wissen und dessen Anwendung im Berufsalltag umzusetzen.
  • wissenschaftliche und technische Aufgaben und Herausforderungen zu kennen und zu erkennen, zu analysieren und für Probleme angemessene Lösungen zu finden.
  • Projekte einzeln und in Teams zu bearbeiten und zu kommunizieren.

Berufs- und Tätigkeitsfelder

Bio-inspirierte Materialien und Maschinen sind in vielen Bereichen der täglichen Nutzung von stark ansteigendem Interesse. Die weitreichenden, potentiellen Tätigkeitsfelder beinhalten unter anderem

Industrie und Forschungseinrichtungen
Unternehmen im Bereich der Mikro- und Nanotechnologie
Die Herstellende Industrie im Bereich Textilien, Kunststoffe, Beschichtungen u.a.
Energie- und Sensortechnologie Bautechnik und andere Ingenieursspezifische Konstruktionsbereiche
Experten als Unternehmensberater im Bereich Bionik

Informationen

Studienort

Campus Kleve

Start des Studiengangs

Jeweils zum Winter- und Sommersemester

Unterrichtssprache

Englisch

Studiendauer

3 Semester bei Vollzeitstudium

Studienmodell

Vollzeitstudium

Abschluss

Master of Science

Zulassungsbeschränkung

Nein

Der Studiengang ist bis 2026 akkreditiert