Bionik

Bionik Agentur Unternehmensberatung Beratung Consulting

Seit mehr als 3,6 Milliarden Jahren haben lebende Organismen bewiesen, dass sie ein gigantisches Forschungs- und Entwicklungslabor sind, die zu großen Innovationen fähig sind und eine wichtige Inspirationsquelle für die Industrie darstellen. Der Innovationsprozess, der darin besteht, die Natur als Vorbild zu nehmen, wird Bionik genannt. Das Team von Alcimed setzt sich leidenschaftlich dafür ein und unterstützt seine Kunden bei ihren Innovationen, die von der lebenden Welt inspiriert sind.

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    Herausforderungen im Zusammenhang mit der Bionik und biomimetischen Technologien

    Dieser noch junge Bereich entwickelt sich in der Industrie, der Medizin und der Bioökonomie. Bionik kann in den Bereichen Werkstoffe (Multifunktionalität, Selbstreparatur usw.), Energie (erneuerbare Energien, CO2-Absorption im Rahmen einer Strategie der Kohlenstoffneutralität usw.), Informationsmanagement und sogar beispielsweise in der Chemie (grüne Chemie) angewandt werden.

    Die Entwicklung der Bionik steht heute vor großen Herausforderungen, da sie geeignete methodische Materialien erfordert.

    Zu diesen Herausforderungen gehören:

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      Wie wir Sie bei Ihren Projekten zur Bionik und zu biomimetischen Technologien begleiten

      Die Auswirkungen der Bionik auf die Industrie werden eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Welt von morgen spielen, in der sich Innovationen und die lebendige Welt in Synergie entwickeln sollen. Die Teams von Alcimed, welche seit mehr als 25 Jahren Erfahrungen und eine Kultur der industriellen Welt durch die Unterstützung aller Arten von Akteuren erworben haben, sind leidenschaftlich an diesem neuen Thema interessiert.

      Einige Beispiele:

      1. Unser Chemie- und Materialteam hat sich mit den folgenden Themen beschäftigt:
        • Intelligente selbsthärtende Materialien nach dem Vorbild von Seegurken,
        • Intelligente Klebematerialien nach dem Vorbild von Mollusken,
        • Intelligente selbstreparierende Materialien in feuchten Umgebungen, inspiriert von Tintenfischzähnen.
      2. Unser Energie-, Umwelt- und Mobilitätsteam hat vor kurzem drei bioinspirierte Innovationsachsen entwickelt, die auf folgenden Themen basieren:
        • Überwinterungsstrategien von Säugetieren zur Energiespeicherung und Steuerung des Stromverbrauchs,
        • Selbstorganisation und Verkehrsmanagement in Gruppen von Säugetieren, Insektenkolonien oder Fischschwärmen für autonome Fahrsysteme,
        • die bei lebenden Organismen beobachteten Symbiosen zur Organisation energieoptimierter Industriegebiete, so dass die Abfälle des einen Akteurs zum Rohstoff eines anderen werden, dass die Restwärme der Abwässer des einen von einem Nachbarn genutzt wird, dass das von einem emittierte CO2 von einem anderen aufgefangen und genutzt wird usw.

      Dieses Fachwissen in den Bereichen Industrie und Biowissenschaften ermöglicht es Alcimed heute, seine Kunden bei der Entdeckung und Entwicklung der Bionik durch verschiedene Arten von Projekten zu unterstützen: technologisches Benchmarking von bioinspirierten Innovationen, Identifizierung potenzieller Partner für die Entwicklung eines Projekts rund um die Bionik, Untersuchung der Empfänglichkeit für eine Bionik-Technologie, Analyse von Veröffentlichungen/technischen Patenten zur Bionik, Entwicklung einer Innovationsstrategie durch Bionik usw.

      Beispiele aktueller Projekte zur Bionik, die wir für unsere Kunden durchgeführt haben

      • Identifizierung neuer Inspirationsquellen auf der Grundlage der Bionik für einen Akteur der Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

        Einer unserer Kunden aus der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsbranche wollte seine Forschungs- und Entwicklungsteams rund um das Thema Bionik vereinen und auf diesem Gebiet neue Wege der Erforschung beschreiten. Zu diesem Zweck folgte unser Team einem vierstufigen Prozess:

        1. Wir definierten zunächst die Schlüsselfunktionen, zu denen der biomimetische Ansatz im Kontext unseres Kunden einen Beitrag leisten könnte.
        2. Wir identifizierten inspirierende biomimetische Fallstudien zu diesen Funktionen.
        3. Wir organisierten einen Kreativitäts-Workshop, um Ideen und Denkansätze für die Biomimetik zu entwickeln.
        4. Schließlich analysierten und priorisierten wir alle generierten Ideen, um die relevantesten und vielversprechendsten auszuwählen.

        Unser Projekt ermöglichte es unserem Kunden, seine F&E-Roadmap mit vielen neuen Ideen zu bereichern!

      • Identifizierung neuer, von der Natur inspirierter Produktlösungen für ein Unternehmen der Spezialchemie

        Unser Kunde, ein führendes Unternehmen der Spezialchemie, wollte neue Produktlösungen finden, die durch geringe Energien aktiviert werden können, zum Beispiel durch Körperwärme, Tageslicht oder Umgebungsfeuchtigkeit.

        Alcimed beschäftigte sich mit der Erforschung neuer Materialien, die in der Lage sind, sich durch Reize geringer Intensität an ihre äußere Umgebung anzupassen, und orientierte sich dabei an der Natur, dem besten Beispiel für Niedrigenergiesysteme. Zu den Lösungen, die als von der Natur inspiriert identifiziert wurden, gehören beispielsweise selbsthärtende Materialien (inspiriert von der Seegurke), lichthärtende Klebstoffe (inspiriert von bestimmten Mollusken) oder selbstreparierende Materialien (inspiriert von Tintenfischzähnen).

        Unsere Studie ermöglichte es, auf die Moleküle und die damit verbundenen Strukturen zurückzugreifen, um schließlich nach akademischen und industriellen Akteuren zu suchen, die diese Technologien entwickeln.

      • Moderation von Kreativitätsworkshops über Bionik mit den Forschungs- und Entwicklungsteams eines Mobilitätsunternehmens

        Unser Team unterstützte einen führenden Mobilitätsanbieter, der über die potenziellen Auswirkungen der Bionik auf sein Geschäft nachdenken und diese besser verstehen wollte.

        Im Rahmen dieses Projekts leiteten wir Kreativitätsworkshops mit den Forschungs- und Entwicklungsteams unseres Kunden, die sich mit dem Thema „Wie kann sich Bionik auf unser Geschäft auswirken“ befassten. Ziel dieser Sitzungen war es, neue Wege zu finden, um die gewünschten Funktionalitäten zu erreichen, indem man sich von der Natur inspirieren lässt, z. B. bei selbstreinigenden Materialien, kratzfesten Lösungen oder verbesserten mechanischen Leistungen.

        Diese Übung ermöglichte es unserem Kunden, mehrere neue Wege für seine Forschung zu identifizieren, die er mit seinen Teams erkunden kann.

      • Schaffung einer 3D-Druck-Industrie zur Modellierung von Innovationen nach dem Vorbild der Natur

        Wir unterstützten ein Konsortium von Akteuren bei der Schaffung eines Industriesektors, der die Einrichtung von bio-inspirierten Strukturen in den Bereichen Luftfahrt, Automobil, Bauwesen oder Energie ermöglicht.

        Zu diesem Zweck führte unser Team ein Benchmarking bestehender Modelle des „Bionik-/3D-Druck-Sektors“ in mehreren Ländern durch. Ziel war es, die von den Akteuren angewandten Praktiken zu ermitteln und festzustellen, wie die 3D-Drucktechnologien eine echte Beschleunigerrolle spielen können, indem sie es ermöglichen, Modelle aus der Natur im Prototypenmaßstab zu realisieren, bevor sie morgen in den industriellen Maßstab überführt werden.

      • Identifizierung eines biomimetischen Materials für ein Luft- und Raumfahrtunternehmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit seiner Produkte

        Unser Kunde, ein führender Hersteller in der Luft- und Raumfahrt, wollte die Leistung und Nachhaltigkeit seiner Flugzeugkomponenten durch Bionik verbessern. Er benötigte Hilfe bei der Identifizierung geeigneter biomimetischer Materialien, die von der Natur inspiriert sind, um herkömmliche Materialien in wichtigen Flugzeugkomponenten zu ersetzen.

        Zu diesem Zweck führten wir zunächst eine umfassende Recherche zu biologischen Organismen und Systemen durch, die für ihre strukturellen und funktionellen Eigenschaften bekannt sind. Anschließend analysierte unser Team Eigenschaften und Merkmale der in Frage kommenden biomimetischen Materialien, um ihre Eignung für Flugzeuganwendungen zu bewerten. Schließlich führten wir eine Kosten-Nutzen-Analyse durch, um die wirtschaftliche Machbarkeit des Einsatzes dieser Art biomimetischer Materialien im Vergleich zu herkömmlichen Materialien zu bewerten.

        Abschließend erarbeiteten wir Empfehlungen, um unserem Kunden einen detaillierten Bericht mit Empfehlungen für biomimetische Werkstoffe und deren potenzielle Anwendung bei der Konstruktion von Flugzeugkomponenten vorzulegen.

      • Integration eines biomimetischen Ansatzes, um die Designprozesse eines Bauunternehmens nachhaltiger zu gestalten

        Unser Kunde, ein führendes Bauunternehmen, wollte die Grundsätze der Bionik in seine Entwurfsprozesse integrieren, um nachhaltigere und widerstandsfähigere Gebäude zu schaffen.

        Zunächst führten wir eine gründliche Literaturanalyse zu biologischen Systemen und Phänomenen mit potenziellen Anwendungen in der Architektur durch. Anschließend befragten wir Architekten und Bionik-Experten zur Methodenentwicklung für die Integration von Bionik in Entwurfsprozesse, indem wir biomimetische Entwurfsprinzipien auf ausgewählte Architekturprojekte anwandten, die von der Natur inspirierte Lösungen in die Gebäudeplanung einbeziehen. Abschließend fassten wir die wichtigsten Ergebnisse unserer Analyse und die daraus gezogenen Lehren für zukünftige Designprojekte zusammen.

        Auf dieser Grundlage empfahlen wir unseren Kunden, die besten biomimetischen Prinzipien in Betracht zu ziehen und die wichtigsten nächsten Schritte durchzuführen, um die Leistung dieser Prinzipien in Bezug auf Nachhaltigkeit, Funktionalität und Nutzererfahrung zu bewerten.

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