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Ameisen der Gattung Cataglyphis sind in der Lage, auf Basis propriozeptiver Signale zu navigieren. Dabei werden Odometrie und der Neigungswinkel des Untergrunds über die Beinbewegung ermittelt. Das System ist robust und funktioniert mit geringem rechnerischen Aufwand. Dadurch eignet es sich als Vorbild für die Navigation von Laufrobotern in schwierigem Gelände. Ziel ist die Entwicklung eines breit anwendbaren generischen Systems, das über ein bionisch inspiriertes Odometer verfügt. Im Speziellen wird untersucht, ob die charakterisierende Größe in der Neigungsbestimmung die in den Beinen wirkenden Kräfte sind. Die Positionierung der Kraftsensoren im Ameisenbein legt eine weitere Vereinfachung auf die in den Gelenken auftretenden Drehmomente nahe. Die Implementierung des Odometers wird in einer Simulation sowie an einer robotischen Einzelbeinplattform validiert. Vorteile dieses Systems sind die kostengünstige und kompakte Implementierung, die im besten Fall keine zusätzlichen Sensoren benötigt und eine Positionsbestimmung in Echtzeit ohne externe Infrastruktur ermöglicht
Das härteste Wettbewerbsumfeld ist die Natur. Ein hoher Selektionsdruck führt dort zu Organismen, die mit geringem Aufwand besser an die herrschenden Bedingungen angepasst sind, als die Wettbewerber. Die hierzu verwendeten Strategien zum Materialeinsatz sind sehr effizient und als Strukturoptimierung abstrahiert auch in der Technik anwendbar. In diesem Vortrag werden Optimierungsmethoden und Vorgehensweisen für einen effizienten Materialverbrauch vorgestellt und diskutiert.
Mit Ausgabedatum Juli 2018 wurde die Norm DIN ISO 18457 "Bionik - Bionische Werkstoffe, Strukturen und Bestandteile (ISO 18457:2016) veröffentlicht. Aus diesem Anlass blicken wir auf die bisherigen Aktivitäten zurück, die zur Veröffentlichung von insgesamt drei grundlegenden Normen im Bereich der Bionik geführt haben.
BACKGROUND: In cartilage repair, scaffold-assisted single-step techniques are used to improve the cartilage regeneration. Nevertheless, the fixation of cartilage implants represents a challenge in orthopaedics, particularly in the moist conditions that pertain during arthroscopic surgery. Within the animal kingdom a broad range of species has developed working solutions to intermittent adhesion under challenging conditions. Using a top-down approach we identified promising mechanisms for biomimetic transfer OBJECTIVE: The tree-frog adhesive system served as a test case to analyze the adhesion capacity of a polyglycolic acid (PGA) scaffold with and without a structural modification in a bovine articular cartilage defect model. METHODS: To this end, PGA implants were modified with a simplified foot-pad structure and evaluated on femoral articular bovine cartilage lesions. Non-structured PGA scaffolds were used as control. Both implants were pressed on 20 mm × 20 mm full-thickness femoral cartilage defects using a dynamometer. RESULTS: The structured scaffolds showed a higher adhesion capacity on the cartilage defect than the non-structured original scaffolds. CONCLUSIONS: The results suggest that the adhesion ability can be increased by means of biomimetic structured surfaces without the need of additional chemical treatment and thus significantly facilitate primary fixation procedures.