Forschungspreis der Gips-Schüle-Stiftung Von der Blüte abgeschaut

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Drei Forscher aus Baden-Württemberg haben einer Pflanze einen Klappmechanismus abgeschaut, der ähnlich wie eine Jalousie funktioniert. Sie erhalten den Forschungspreis der Gips-Schüle-Stiftung. Ausgezeichnet wurden am Mittwochabend auch die Gewinner des Nachwuchs-Fotowettbewerbs, der zusammen mit der StZ vergeben wurde.

Thomas Speck, Jan Knippers und Markus Milwich (von links) nehmen den Forschungspreis von Thomas Ducrée entgegen, dem Vorstand der Gips-Schüle-Stiftung. Bilder der Preisverleihung sehen Sie in unserer Bildergalerie. Foto: Achim Zweygarth 27 Bilder
Thomas Speck, Jan Knippers und Markus Milwich (von links) nehmen den Forschungspreis von Thomas Ducrée entgegen, dem Vorstand der Gips-Schüle-Stiftung. Bilder der Preisverleihung sehen Sie in unserer Bildergalerie. Foto: Achim Zweygarth

Stuttgart - Thomas Ducrée ist zufrieden: „Unter 33 soliden Einreichungen aus Bayern und Baden-Württemberg hat sich die Jury nun für ein interdisziplinäres Forschungsprojekt mit besonders hohem Innovationspotenzial, konkretem Anwendungsbezug und gesellschaftlichem Nutzen entschieden“, berichtet der Vorstand der Gips-Schüle-Stiftung. In diesem Jahr hat die in Bad Cannstatt ansässige Stiftung zum ersten Mal ihren mit 40 000 Euro dotierten Forschungspreis ausgelobt. Die Anregung gab der frühere baden-württembergische Ministerpräsident Erwin Teufel, der im Aufsichtsrat der Stiftung sitzt.

Insgesamt legt die Stiftung bei ihrer Förderung viel Wert auf interdisziplinäres Arbeiten. Dies wird auch bei der Vergabe des Forschungspreises an ein dreiköpfiges Forscherteam aus Baden-Württemberg deutlich: Thomas Speck ist Direktor des Botanischen Gartens der Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg, Jan Knippers ist Professor am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen der Uni Stuttgart, und Markus Milwich arbeitet am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf. Sie erhalten den Preis – zusammen mit ihren Forscherteams – für die Entwicklung eines neuartigen Klappmechanismus’, der ohne Gelenke und Scharniere auskommt. Umgesetzt wurde dieses von der Natur abgeschaute Prinzip in der Fassadenverschattung namens Flectofin.

Raffinierte Hebelwirkung

Ausgangspunkt für dieses Prinzip ist die Strelizie, auch Paradiesvogelblume genannt. Sie hat eine Art Sitzstange aus verwachsenen Blütenblättern für kleine Vögel. Geöffnet wird sie durch eine raffinierte Hebelwirkung, durch die der Pollen der Blume frei gelegt wird. Er wird dann vom Vogel auf die nächste Blüte übertragen – die Bestäubung ist gesichert. Die Freiburger Botaniker haben nun genau studiert, wie dieser Mechanismus funktioniert. Zusammen mit den Architekten, Ingenieuren und Technikern aus Stuttgart und Denkendorf wurde dann die Idee von scharnierlosen Bauelementen weiterentwickelt.

Flectofin funktioniert wie eine Jalousie mit vertikalen Lamellen. Dabei lässt sich deren Ausrichtung stufenlos verändern. Allerdings ist es gar nicht so einfach, die Natur nachzuahmen und die Lamellen so zu bauen, dass sie sich scharnierfrei um bis zu 90 Grad umklappen lassen. Bis der Klappmechanismus aus glasfaserverstärktem Kunststoff entwickelt war, dauerte es mehr als drei Jahre: Das richtige Material musste ebenso gefunden werden wie der geeignete Antrieb, und dann musste das Ganze noch verfahrenstechnisch umgesetzt werden. Technisch basiert die scharnierfreie Verformung auf einer „Versagensart mit der Bezeichnung Biegedrillknicken“, wie es die Fachleute formulieren.

Impulse für modernes Bauen

Inzwischen ist die Entwicklung technisch so ausgereift, dass sie sich nicht nur an Einfamilienhäusern, sondern auch an 20 bis 30 Meter hohen Fassaden anbringen lässt. Wichtig dabei ist, dass sich auch gekrümmte Fassaden auf diese Weise beschatten lassen – womit die Forscher modernen Bauweisen wichtige Impulse geben wollen. Wie wichtig dabei Verschattungsmöglichkeiten sind, zeigen die Probleme, die an einem im Bau befindlichen Londoner Hochhaus auftreten: Die Fenster der nach innen gekrümmten Fassade wirken bei einer bestimmten Sonneneinstrahlung wie ein riesiges Brennglas, wodurch es an bestimmten Stellen am Boden zu gefährlich hohen Temperaturen kommt.

Mit der Vergabe des Forschungspreise würdigt die Stiftung das hohe Innovationspotenzial und den gesellschaftlichen Nutzen dieses fächerübergreifenden Forschungsprojekts. Ausgezeichnet wurde es bereits im vergangenen Jahr mit dem internationalen Bionic Award, dem am höchsten dotierten internationalen Preis für Nachwuchswissenschaftler auf dem Gebiet der Bionik. 2011 ging der Architekturpreis „Techtextil Innovationspreis“ an dieses Projekt. Anwendungen in der Praxis gibt es auch schon: So wurde das Expo-Gebäude in Südkorea mit insgesamt 108 individuell steuerbaren Flectofin-Lamellen ausgerüstet.

Inzwischen ist die Technik zum sogenannten Doppelflectofin weiterentwickelt worden. Dadurch wird ein noch höherer Verschattungsgrad erreicht, außerdem ist das System stabiler bei Wind. Auch die Flugzeugindustrie zeigt sich im Hinblick auf bewegliche Tragflächen interessiert. Und im Auto könnten solche Hightechlamellen bei Anwendungen rund um Lüftung und Kühlung in Zukunft eine Rolle spielen.

Preis für soziale Innovation

Ein Projektteam um Thomas Hörz von der Fakultät Maschinenbau der Hochschule Esslingen hat ein technisches System entwickelt, um Menschen, die in ihren Leistungen eingeschränkt sind, bei der Montage von Werkstücken zu helfen. Es soll die Behinderten am Arbeitsplatz anleiten und ihnen bei ihren Tätigkeiten helfen, damit etwa Bauteile auch sicher an den vorgesehenen Platz kommen. Die Remshaldener Firma Schnaithmann brachte die Hardware und das technische Wissen in das Projekt ein. Das System kann unter anderem die Entnahme und Ablage von Bauteilen an einem vorgesehenen Platz mit Hilfe von automatisierter Bewegungserkennung überwachen. Hilfestellung leistet das System auch durch die optische Projektion von Informationen und Anleitungen direkt in den Arbeitsbereich.

Erfolgreich erprobt wurde das Assistenzsystem von den Beschützenden Werkstätten in Heilbronn. Es ist deutlich einfacher, besser und kostengünstiger als bisher verfügbare, vergleichsweise aufwendige andere Systeme. Daher wurde das Kooperationsprojekt „Assistenzsysteme für leistungseingeschränkte Menschen in der manuellen Montage“ jetzt mit dem Gips-Schüle-Sonderpreis für soziale Innovation ausgezeichnet. Der Preis ist mit 15 000 dotiert. Das Projekt wird weiterhin vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert und von der Hochschule Esslingen zusammen mit der Uni Stuttgart, mehreren Industriepartnern und einer großen Werkstatt für behinderte Menschen durchgeführt.

Nachwuchs-Fotowettbewerb

Die Gips-Schüle-Stiftung hat zusammen mit der Stuttgarter Zeitung den Nachwuchs-Fotowettbewerb zum Thema „Mensch und Technik“ ausgeschrieben. Ziel ist es, junge Menschen für einen Beruf als Ingenieur, Informatiker oder Naturwissenschaftler zu begeistern. „Die Aufgabe bestand letztlich darin, über die Rolle der Technik in unserem Leben nachzudenken und die Geschichten, auf die man dabei stößt, in einem Foto oder einer Fotoserie zu erzählen“, sagt der Chefredakteur der Stuttgarter Zeitung, Joachim Dorfs (im Foto hintere Reihe links, rechts daneben der Art Director der StZ, Dirk Steininger). Unter den 50 Fotografen bis zum Alter von 20 Jahren, die mehr als 250 Bilder eingereicht haben, vergab die zuständige Jury drei Preise: (von links) Noel Richt (14) und Julian Büttner (13), 3. Preis; Jule Eck (10), 2. Preis; Aaron Geier (19 Jahre), 1. Preis.