Bionik und Additive Fertigung
Ziel des Seminars ist es, Sie mit der Bionik & den additiven Fertigungsverfahren vertraut zu machen ► Jetzt informieren
| 24. – 25.06.2025 | Online |
| 04. – 05.11.2025 | Frankfurt am Main |
Veranstaltungsnummer: 02SE207
- Entwicklungsprozess mit Bionik verstehen und anwenden
- Neurobionik: Künstliche Intelligenz von der Natur inspiriert
- Bionische Optimierungsverfahren: Evolution als Ingenieur
Natürliche Prinzipien bieten faszinierende Lösungen für technische Herausforderungen. Dieses Seminar zeigt, wie biologische Strukturen, Mechanismen und Prozesse in die Technik übertragen werden. Du lernst die Methoden der Bionik kennen und wendest sie direkt in praxisnahen Übungen an. Besondere Schwerpunkte liegen auf Neurobionik, evolutionären Optimirungsverfahren und funktionalen Materialien.
- Der bionische Entwicklungsprozess wird vorgestellt – von der biologischen Analyse über die Abstraktion bis zur technischen Umsetzung.
- In praktischen Übungen trainierst Du ein einfaches neuronales
Netz und testest Bildverarbeitungsfilter - Es wird gezeigt, wie große Sprachmodelle (LLM) wie ChatGPT
oder Perplexity bei der Datenanalyse, der Suche nach biologischen Vorbildern und bei der Softwareerstellung genutzt werden können - Du optimierst in einer interaktiven Übung ein Produkt mithilfe
der Evolutionsstrategie und lernst so, die Schritte Erzeugung, Mutation und Selektion nach den Prinzipien der natürlichen
Evolution praktisch kennen. - Du lernst, wie bionische Strukturen Materialien mit minimalem Gewicht und maximaler Stabilität ermöglichen, u.a. durch
Topologie-Optimierung. - In vielen weiteren Beispielen wird Dir gezeigt, wie sich die Prinzipien der Natur gezielt für technische Anwendungen nutzen lassen.
Top-Themen
- Entwicklungsprozess mit Bionik verstehen und anwenden
- Neurobionik: Künstliche Intelligenz von der Natur inspiriert
- Bionische Optimierungsverfahren: Evolution als Ingenieur
- Sensorik, Informationsverarbeitung und Kommunikation – Lernen
von der Natur - Leichtbau und Strukturoptimierung: Material einsparen durch clevere Formen
- Haften, Greifen und Bewegungsinnovationen
Bionische Lösungen für technische Innovationen – Von der Natur lernen
Die Natur hat in Millionen von Jahren gelernt, Optimallösungen zu finden. Bionik eröffnet ein breites Spektrum an Innovationen, indem sie biologische Prinzipien auf technische Anwendungen überträgt. In diesem Seminar lernst Du die bionische Denkweise und ihre Methoden kennen und entdeckst aktuelle Arbeitsfelder, in denen diese Herangehensweise erfolgreich eingesetzt wird. Unter anderem werden Dir folgende biologischen Lösungen und deren Umsetzung in die Technik vorgestellt:
1. Tag: 10:00 bis ca. 18:00 Uhr
2. Tag: 09:00 bis ca. 16:30 Uhr
Bionischer Entwicklungsprozess
- Bionik versus Analogien
- Von der Analyse eines biologischen Vorbildes über dessen
Abstraktion zur Übertragung in die Anwendung
Sensorik, Informationsverarbeitung und Kommunikation
- Künstliche Sinnesorgane nach dem Vorbild von Nasen und Zungen
- Unterwasserkommunikation nach dem Vorbild von Delfinen
Leichtbau
- Bionische Verfahren zur Topologie- und Formoptimierung
- Isostatische Rippen zur Materialersparnis
- Gelenkfreie Bewegungen nach biologischem Vorbild
SelfX
- Selbstreinigende Oberflächen
- Selbstheilung nach dem Vorbild vieler Pflanzen
- Selbstschärfende Industriemesser nach dem Vorbild von
Nagezähnen
Haften und Greifen
- Flächiges Greifen nach dem Prinzip von Fischflossenbewegungen
- Haften nach dem Vorbild von Geckos
Fluiddynamik
- Flüssigkeitstransport nach dem Vorbild der Krötenechse
- Flüssigkeitsableitung nach dem Vorbild des Schwarzkäfers
der Namib-Wüste - Vermeidung von Ablagerungen in Rohrleitungen nach dem
Vorbild von Holzstrukturen - Widerstandsverminderung nach Vorbild von Rillen auf
Haischuppen
Aktorik
- Künstliche Muskeln nach der Funktionsweise biologischer Muskeln
- Energierückführung nach dem Vorbild von Sehnen und Muskeln
Materialien, Funktionale Oberflächen und Strukturen
- Künstliche Spinnenseide, Perlmutt-ähnliches Material
- Wölbstrukturen nach Vorbildern von strukturierten tierischen Panzern
- Stoßdämpfung nach den Vorbildern von Kokosnuss und Pomelo
Einstieg in die Neurobionik
- Was sich hinter dem Begriff Künstliche Intelligenz verbirgt: Schwache und starke KI
- Training und Test Künstlicher Neuronaler Netze
- Bildfilter zur Kontrastverstärkung nach dem Vorbild der
seitlichen Hemmung in Nervennetzen. - Bildfilter bei Deep-Learning-Netzen
- Verwendung vortrainierter Deep-Learning-Netze (Transfer Learning)
- Wie ChatGPT, Perplexity und andere große Sprachmodelle (LLM) bei der Suche nach biologischen Vorbildern, beim Programmieren, bei der Datenanalyse und weiteren Aufgaben helfen
- Formulierung von Anfragen an das Sprachmodell, um beste Ergebnisse zu erhalten (Prompt Engineering)
neuronalen Netz und zur Wirkungsweise von Bildfiltern
Bionische Optimierung
- Optimieren mit Schwarmintelligenz nach dem Vorbild von
Vogelschwärmen und Ameisen - Optimieren nach dem Vorbild von Schleimpilzen
- Optimieren nach dem Vorbild der biologischen Evolution mit
der Evolutionsstrategie (ES) - Mit der ES Farbmischungen und Kaffeemischungen optimieren, kombinatorische Optimierungsprobleme lösen und Material-
modelle für die Simulation erstellen - Test von selbst programmierten Evolutionsstrategien anhand von Fortschrittsbeiwerten und Vergleichskurven
- Der Aufbau einer ES wird am Beispiel eines Python-Programms demonstriert
- Kombination von Evolutionsstrategien mit künstlichen
Neuronalen Netzen
Thematischer Austausch
- Nutzungshinweise für den persönlichen Berufsalltag
- Diskussion von Optimierungsfragestellungen der Teilnehmenden
Zielgruppe
Angesprochen sind bei dieser Weiterbildung zur Bionik Mitarbeitende aus allen Branchen, insbesondere aus den Bereichen:
- Konstruktion und Design
- Forschung und Entwicklung
- Berechnung und Simulation
sowie
- Leitende aus Konstruktion und Entwicklung,
- Innovationsbeauftragte und
- Fach- und Führungskräfte aus Produktion und Fertigung
Dein Experte der Bionik, unser Seminarleiter für diesen Crashkurs: Michael Herdy aus Berlin
Prof. Dr.-Ing. Michael Herdy lehrte, forschte und promovierte am Fachgebiet Bionik und Evolutionstechnik der Technischen Universität Berlin. Anschließend wandte er beim Start-up Iteration GmbH bionische Optimierungsverfahren bei industriellen Optimierungsprozessen an. An der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin lehrte er die Fächer Bionik und bionische Optimierung für Maschinenbauer. Als Mitarbeiter der Firma inpro mbH brachte er seine Expertise als Spezialist für Bionik in den Bereichen Künstliche Intelligenz und evolutionäre Optimierung ein. In der Industrie und an Hochschulen führt Prof. Herdy Seminare und Schulungen zu Themen der Bionik durch. Ehrenamtlich engagiert er sich als Mitglied im Fachbeirat Bionik des VDI.
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