Referenzprojekte zum Thema Biologische Transformation

Das Heizen, Kühlen und Lüften von Wohnhäusern, Büroimmobilien und öffentlichen Bauten ist kostenintensiv. Energieverschwender sind vor allem Gebäude mit großflächigen Glasfassaden. Forscher des Fraunhofer IWU entwickelten gemeinsam mit dem Fachgebiet Textil- und Flächen-Design der Weißensee Kunsthochschule Berlin Fassadenkomponenten, die autark auf Sonneneinstrahlung und die dadurch entstehende Wärme reagieren und so den Energieverbrauch senken.

Fingerorthesen kommen meist zur Ruhigstellung einzelner Finger zum Einsatz und sollten für eine bestmögliche Wirkung für die Patientin oder den Patienten maßgefertigt sein. Mit WEAM (Wire Encapsulation Additive Manufacturing) lassen sich Orthesen zunächst in 2D drucken und für die individuelle Fingergröße vordimensionieren; dank »eingedruckter« Drähte können sie anschließend optimal an die Anatomie des Fingers angepasst werden.

Eine gute, optimal ange­passte Raum­akustik ist an allen Orten, an denen Kommuni­kation eine wesent­liche Rolle spielt (z. B. Büro­räume, Hörsäle, Konzert­säle etc.) unum­gänglich. Aller­dings sind gängige, indivi­duell ange­passte Akustik­absorber schwer zu reali­sieren, meist nicht nach­haltig und in der Produktion durch gesund­heits­schäd­liche Roh­stoffe negativ behaftet. Ziel des Forschungs­projekts ist die Herstellung indivi­duell ange­passter Schall­absorber aus nach­wachsenden Rohstoffen mittels innova­tiver Fertigungs­technologie.

Naturfaserverstärkte Kunststoffe besitzen ein hohes Potential zur energie- und ressourceneffizienten Herstellung von nachhaltigen und wettbewerbsfähigen Bauteilen, kommen bisher jedoch nur vereinzelt zur Anwendung. Das Fraunhofer IWU forscht an neuen, wettbewerbsfähigen und werkstoffangepassten Fertigungsverfahren sowie belastungsgerechten Bauweisen unter Berücksichtigung ressourceneffizienter Stoffkreisläufe. Speziell das Projekt LaNDER³ will den gesamten Lebenszyklus von naturfaserverstärkten Materialien abbilden.

Durch den Einsatz von nachgiebigen Materialien in der Soft-Robotik entstehen flexible Systeme, die ein hohes Maß an inhärenter Sicherheit für die Mensch-Maschine-Interaktion aufweisen. Soft-Robotern fehlt dadurch oft die für die Ausübung vieler Tätigkeiten nötige Steifigkeit. Im Rahmen des Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials werden Strukturen mit adaptiver, also schaltbarer Steifigkeit entwickelt. Dafür wird ein Programmierbares Material designt, das eine wiederholbare und ortsaufgelöst dynamisch schaltbare Steifigkeit inkl. einer Positionsfixierung ermöglicht und als schaltbares Gelenk zur Segmentkopplung u. a. für menschennahe Roboter dienen kann.

Roboter dringen immer stärker in neue Bereiche, wie z. B. die Medizintechnik, vor. Ein Großteil der eingesetzten Robotik ist jedoch noch aus starren Gliedern und definierten Gelenken aufgebaut, was ihre Einsatzfähigkeit insbesondere bei sehr komplexen und menschennahen Aufgaben limitiert. Die Kontinuumsrobotik in Kombination mit innovativen Strukturkonzepten, gezielt eingesetzter Sensorik und neu gedachten Bewegungsmechanismen zeigt hier interessante Lösungswege auf.