Crashkurs für Lehrkräfte
Was ist Bionik?
Der Begriff Bionik setzt sich aus den Wörtern Biologie und Technik zusammen. In der Bionik beobachten Forschende Tiere, Pflanzen oder andere Vorgänge in der Natur und überlegen, wie sich deren Eigenschaften oder Funktionen für technische Entwicklungen nutzen lassen. Die Natur dient dabei als Vorbild für neue Erfindungen und hilft dabei, technische Probleme zu lösen.
Viele Lebewesen haben sich über Millionen von Jahren an ihre Umwelt angepasst. Dadurch sind oft besonders effiziente, stabile oder energiesparende Lösungen entstanden. Diese Lösungen versuchen Ingenieurinnen und Ingenieure auf technische Produkte zu übertragen.
Ein bekanntes Beispiel ist das Flugzeug. Bei seiner Entwicklung dienten Vögel als Vorbild, da ihre Flügel einen kontrollierten Flug ermöglichen. Auch der Klettverschluss entstand durch die Beobachtung der Natur. Die Früchte der Klette besitzen kleine Haken, mit denen sie an Fell oder Kleidung haften bleiben. Nach diesem Prinzip wurde der Klettverschluss entwickelt.
Bionik findet heute in vielen Bereichen Anwendung, zum Beispiel in der Robotik, der Medizin, der Architektur oder der Fahrzeugtechnik. Ziel ist es, von den bewährten Lösungen der Natur zu lernen und daraus innovative, nachhaltige und effiziente technische Entwicklungen zu schaffen
FESTO's Bionik für den Unterricht
Wie im Video zuschon sehengesehen, iststellt FESTO Didactics ein deutshcesdas Unternehmen Festo Robotik und Automatisierungstechnik für Automatisierungstechnik.die Industrie her. Im bereichBereich FestopFesto forDidactic Educationwurden zusätzlich verschiedene Tools für den Unterricht entwickelt, mit denen Schülerinnen und Schüler lernen können, wie bionische Prinzipien in der Industrie eingesetzt werden.
Imdabei die Bionic Flower im Digital.Point angeboten. gibtDabei handelt es zweisich ....um eine mechanische Blume, die Bionikprogrammiert und gesteuert werden kann. Durch ihre Sensorik imitiert sie nicht nur eine, sondern gleich zwei Blumen aus der echten Welt: die Seerose und die Mimose. Wie die Seerose öffnet und schließt die Bionic Flower udnihre Blüten abhängig von den Lichtverhältnissen. Gleichzeitig kann sie auf Berührungen und Bewegungen reagieren, ähnlich wie die Mimose, deren Blätter sich bei einer Berührung schließen.
Das Bionic Kit zeigt, wie Bionik in der Industrie eingesetzt wird, um das BionicProblem Kitdes
zu lösen. Dabei werden verschiedene Vorbilder aus der Natur genutzt, um technische Greifsysteme zu entwickeln, die unterschiedliche Objekte sicher aufnehmen und bewegen können.
Die FESTO Bionics Produkte |
PDF Download |
Youtube tutorial |
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Bionic Flower |
Die Bionic Flower ist eine von  der Pflanzenwelt inspirierte Roboterblume. Sie öffnet und schließt ihre Blütenblätter aufgrund externer Einwirkungen wie Näherung oder Licht. Diese Wirkmechanismen sind mit Sensorik und Aktorik nachgebildet und können auf spielerische Art und Weise von Schülern im Unterricht erlernt werden. Um die Bionic Flower mit Strom zu versorgen benötigen sie ein USB Netzteil. Dieses können sie gemeinsam mit der Flower im Booking-Tool buchen |
210112_b4e_bionic_flower_instructions.pdf | |
Bionic Kit: GreifenRoboter und Maschinen sind Menschen heute in vielen Dingen überlegen. Von jeher war der Mensch jedoch anderen Tieren und auch der Elektronik darin überlegen, greifen zu können und so unterschiedlichste Objekte sanft hochzuheben, an andere Orte zu bringen, zu schrauben oder Ähnliches zu tun. Doch die Industrie hat sich im Tierreich unterschiedliche Methoden abgeschaut, um Arm und Hand des Menschen so gut es geht zu ersetzen und so Roboter zu bauen, die den Menschen in einigen Belangen ersetzen können. |
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Bionic Elephant |
Der Elefant nutzt seinen Rüssel auf vielfältige Weise. Die Aufnahme von Nahrung und Wasser kann nur mit seiner Hilfe erfolgen. Gras wird mit dem Rüssel umklammert, herausgerissen und zum Maul geführt. Der Elefantenrüssel zeichnet sich durch eine flexible und nachgiebige Balgstruktur aus. Er besteht aus etwa 40.000 Muskeln und ist ein wahres Wunderwerkzeug. Längs und quergestreifte Muskeln machen den Rüssel stark und beweglich, er wird zum Atmen, Greifen, Riechen, Saugen und Tasten benutzt. Der bionische Elefantenrüssel ist Grundlage vieler Greifarme in der Industrie, da er sich frei und präzise in alle Richtungen bewegen kann und so auch empfindliche oder unregelmäßig geformte Objekte sicher greifen kann, |
Bauanleitung_Elephant_Deutsch.pdf | |
Bionic Chamäleon |
Das Chamäleon ist dafür bekannt, sich durch Farbwechsel an seine Umgebung anzupassen. Aber auch die Zunge des Chamäleons hat ein paar Funktionen, die für die Industrie interessant sind. Das Chamäleon kann verschiedenste Insekten fangen, indem sich seine Zunge über die jeweilige Beute stülpt und sie sicher umschließt. Die Industrie nutzt dieses Prinzip, um unterschiedlichste Objekte formschlüssig zu greifen. Mit seiner elastischen Silikonkappe kann er sogar mehrere Gegenstände in einem Greifvorgang aufnehmen und gesammelt ablegen, ohne dass ein manueller Umbau notwendig ist. | Bauanleitung_Chameleon_Deutsch-5.pdf | |
Bionic Fish |
Fische sind an ihre Umgebung ebenso angepasst wie Elefant und Chamäleon. Für die Industrie wird dabei der Flossenstrahleffekt genutzt, der bei den Schwanzflossen von Knochenfischen entdeckt wurde. Diese verbiegen sich, wenn Druck auf sie ausgeübt wird, nicht wie erwartet. Anstatt der Druckkraft auszuweichen, biegt sich die Flosse in Richtung der Kraft. Diese zunächst überraschende Eigenschaft ermöglicht den Fischen eine sehr effiziente Kraftübertragung im Wasser. Für die Industrie ermöglicht dieser Effekt eine weitere Version von Greifarmen, die ebenso wie die Chamäleon-Zunge unterschiedlichste Objekte greifen können. | Bauanleitung_FISH_Deutsch.pdf | |
Die Bionic Flower wird über ein USB Kabel mit Strom versorgt. Wenn Sie die Flower nicht über einen PC anschließen wollen finden sie im Digital.Point USB-Adaper zum Ausleihen.
Die Bionic Kit Tools werden mit Batterien versorgt. Prüfen sie ob die beigelegten Batterien voll sind. Ansonsten finden sie weitere im Digital.Point. Wenn Batterien leer sind geben sie das bitte bei der Abgabe im Booking-Tool an.
FESTO Produkte Steuern |
Steuern mit dem Smart Phone oder Tablet
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Die Bionic Flower mit Sensoren Steuern |
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Die Bionic Flower lässt sich außerdem mit den beiden Sensoren steuern, um so wie ihre Vorbilder auf Sonne und Berührung zu Dazu müssen die beiden Sensoren nur über das beigelegte Kabel an das Mainboard der Flower angeschlossen werden. Nun können Sie in der Webapp über die drei Striche oben links auf "Automatisch" umstellen. Jetzt wird die Flower durch die Sensoren gesteuert. Dabei können Sie die Schwellenwerte der Sensoren eigenständig einstellen. |
reagieren.Programmieren mit Open-Roberta
Open Roberta Connector
Drer Open Roberta Connector: connector (4).zip
Treiber für Bionics 4 Education: CDM21228_Setup.zip
Open Robertta Lab: Open Roberta Lab
Nähere Informationen dazu findne sie unter folgendem Link: Vorbereitung Bionics4Education - Open Roberta Wiki - Fraunhofer IAIS Confluence
Aufgabe: |
Der Epfindlichste Teil der Bionic Flower sind der Licht und der Berührungssensor .... diese müssen SOrgsam an die Bionic Flow angeschlossen werden. Damit die Bionic Flower noch lange nenutzt werden kann, müsdsen die Kontakte der aneinander geschalteten Sensoren beschützt werden. Daher stecken sie in einem Schaumstoff. Achtemn sie darauf,
Dazu verbinden Sie das Smartphone mit dem Hotsppot der Bionic Flower und loggen sich mit dem Passwort education ein. Öffnen sie nun die Seite b4e.de oder 192.168.4.1 öffnet sich im Brwoser ein Steuerfeld.
über das USB-Kabel mit Strom versorgt werden. Dazu reicht eine Powerbank wie im Video es kann aber auch über einen Netzteil oder einen PC SStrom geliefert werden. Ist die Flower angeschlossen beginnt sie sich nun auszurichten und die LED`s leuchten.
Nun ist die Flower bereit über das MArtphone gesteruert zu werden.
Wlan-Passwort: education
Nun können sie
Festo Bionic Produkte programmieren
Ausprpbieren:
Je nachdem ob die das Bionic Kit oder die Bionic Flower ausgeliehen hast, sucht du dir nun aus der Tabelle obewn den Passenden Bauplan herraus. Oder guckst dir das passende Video auf Youtube an. Baue dein Tool auf und verbinde es dann mit deinem Smartphone und steurere es.
Die Bionic Flower von Festo
Bionik
Der Begriff der Bionik setzt sich aus den Begriffen Biologie und Technik zusammen. 
Dabei meint der Begriff, dass sich Menschen für technischen Fortschritt an tierischen und pflanzlichen Phänomenen orientieren. Das klassischste Beispiel dafür ist der Vogel, der bei der Entwicklung von Flugzeugen als Vorbild genommen wurde. Ein weiteres Beispiel ist der Klettverschluss, der nicht nur vom Namen her, sondern auch in seiner Funktionsweise an der Klette orientiert ist. Die Bionic Flower von Festo verbindet dabei die Funktion einer Seerose sowie einer Mimose. Beide reagieren auf Reize in ihrer Umwelt, indem sie ihre Blüte öffnen oder schließen. Während sich die Seerose bei Sonnenlicht öffnet und bei Nacht schließt, reagiert die Mimose auf Berührungen, indem sie sich verschließt und so mit ihren Blättern die Blüte schützt. Die Bionic Flower übernimmt dabei den „Schließeffekt“ der Seerose. Da einige Blätter größer sind als andere, entsteht ein besonders sicherer und stabiler Verschlussmechanismus. Die Bionic Flower lässt sich über das Smartphone oder über Open Roberta, eine Open-Source-Blockprogrammiersoftware, steuern.
Aufbau der Bionic Flower
Der Aufbau der Bionic Flower dauert etw 1-2 Stunden, damit sie dies nicht mit ihren Schülern durchführen müssen sind die Blumen im Digital.Point schon für sie vorberetet
Der Epfindlichste Teil der Bionic Flower sind der Licht und der Berührungssensor .... diese müssen SOrgsam an die Bionic Flow angeschlossen werden. Damit die Bionic Flower noch lange nenutzt werden kann, müsdsen die Kontakte der aneinander geschalteten Sensoren beschützt werden. Daher stecken sie in einem Schaumstoff. Achtemn sie darauf,
Steruern mit dem Smart Phone
Wenn die Bionic Flower zusammengebaut wurde, kann sie nun über das USB-Kabel mit Strom versorgt werden. Dazu reicht eine Powerbank wie im Video es kann aber auch über einen Netzteil oder einen PC SStrom geliefert werden. Ist die Flower angeschlossen beginnt sie sich nun auszurichten und die LED`s leuchten.
Nun ist die Flower bereit über das MArtphone gesteruert zu werden. Dazu verbinden Sie das Smartphone mit dem Hotsppot der Bionic Flower und loggen sich mit dem Passwort education ein. Öffnen sie nun die Seite b4e.de oder 192.168.4.1 öffnet sich im Brwoser ein Steuerfeld.
Wlan-Passwort: education
Nun können sie 
Programmieren mit dem PC
Installation von Open Roberta Connector
Einrichten des Open Roberta Connector
Lade die Datei herunter: Open Roberta Connector
Open Roberta Connector
https://jira.iais.fraunhofer.de/wiki/spaces/ORInfo/pages/240881597/Vorbereitung+BionicFlower
Programmieraufgabe:
Der Begriff der Bionik setzt sich aus den Begriffen Biologie und Technik zusammen. Dabei meint der Begriff, dass sich Menschen für technischen Fortschritt an tierischen und pflanzlichen Phänomenen orientieren. Das klassischste Beispiel dafür ist der Vogel, der bei der Entwicklung von Flugzeugen als Vorbild genommen wurde. Ein weiteres Beispiel ist der Klettverschluss, der nicht nur vom Namen her, sondern auch in seiner Funktionsweise an der Klette orientiert ist. Die Bionic Flower von Festo verbindet dabei die Funktion einer Seerose sowie einer Mimose. Beide reagieren auf Reize in ihrer Umwelt, indem sie ihre Blüte öffnen oder schließen. Während sich die Seerose bei Sonnenlicht öffnet und bei Nacht schließt, reagiert die Mimose auf Berührungen, indem sie sich verschließt und so mit ihren Blättern die Blüte schützt. Die Bionic Flower übernimmt dabei den „Schließeffekt“ der Seerose. Da einige Blätter größer sind als andere, entsteht ein besonders sicherer und stabiler Verschlussmechanismus. Die Bionic Flower lässt sich über das Smartphone oder über Open Roberta, eine Open-Source-Blockprogrammiersoftware, steuern.