International study course Biomimetics (B. Sc.)
Inter-nationaler Studiengang Bionik (B. Sc.)
International study course Biomimetics (B. Sc.)
Inter-nationaler Studiengang Bionik (B. Sc.)
PLEASE NOTICE:
The language of the study course in Biomimetics is German (although some lectures are held in English as well). For a description on its content in English, please refer to the appropriate page on the website of the City University of Applied Sciences Bremen:
For the Bachelor-degree program:
International Degree Programme in Biomimetics B.Sc.
For the Master-degree program:
Biomimetics: Mobile Systems M.Sc.
QUICKLINKS (German language only):
Flyer:
Modulhandbücher:
Prüfungsordnungen:
DAS STUDIUM IM ÜBERBLICK
Studienbeginn:
Wintersemester
Bewerbungsschluss:
15. Juli
Zulassungsvoraussetzung:
Allgemeine Hochschulreife (Abitur), Fachhochschulreife oder Einstufungsprüfung
Studienumfang:
7 Semester einschließlich Bachelor-Thesis
Auslandssemester:
5. Semester (theoretisches oder ein praktisches Studiensemester)
Studienabschluss:
Bachelor of Sciences (B. Sc.)
Der Internationale Studiengang Bionik (ISB) ist ein forschungsorientiertes, interdisziplinäres Studium biologischer wie ingenieurwissenschaftlicher Inhalte, das mit dem berufsqualifizierenden Abschluss „Bachelor of Sciences“ beendet wird. Durch die Modularisierung des Studienangebotes und die Anwendung ECT-Systems ist eine Anbindung an das internationale Bildungssystem gewährleistet.
Nähere Informationen zum Bewerbungs- und Zulassungsverfahren sind auch auf der ISB-Seite der Hochschule Bremen zu finden und aktuell auf der Startseite der Hochschule Bremen:
STUDIENINHALTE
Das Lehrangebot untergliedert sich in unterschiedliche Lerngebiete. Während innerhalb der ersten Semester die Grundlagen der allgemeinen Naturwissenschaften, der Mathematik und insbesondere der Biologie sowie ausgewählte Inhalte der Ingenieurwissenschaften vermittelt werden, dienen die höheren Semester der Profilierung in Form von Schwerpunkten. Bei diesen Schwerpunkten handelt es sich um die Themengebiete „Werkstoffe“, „Konstruktion“ und „Lokomotion“. In zwei Wahl-Pflichtmodulen kann außerdem eine eigene thematische Vertiefung festgelegt werden. Die Ausbildung findet innerhalb der laufenden Forschungsprojekte unter Anwendung moderner Instrumentarien und Methoden der Biologie sowie der Ingenieurwissenschaften statt (siehe auch Creative Labs und Beispiele von Projekten aus dem Studiengang). Das fünfte Semester wird im Ausland verbracht (siehe auch Erfahrungsberichte aus dem Auslandssemester).
Neben den fachlichen und methodischen Kenntnissen werden soziale (erworben in internationalen wie interdisziplinären Studienteams) sowie kognitive Kompetenzen (erworben in der Auseinandersetzung mit den hochkomplexen, mehrdimensionalen biologischen Konstruktionen) vermittelt. Ebenso sind Lehrinhalte aus den Bereichen Projektmanagement, Kommunikationstechnik und Fremdsprachen obligater Bestandteil des Studiums.
Exkursionen – in die Natur, zu namhaften Forschungseinrichtungen und Firmen – gehören zum Studium dazu.
Das Studium wird mit einer Bachelorarbeit abgeschlossen, die aus einer schriftlich auszuarbeitenden Forschungsarbeit besteht, die mündlich in einem Kolloquium verteidigt wird.
MODULe
Der Studiengang der Bionik folgt dem „Bremer Modell“ und gliedert sich in fünf Module pro Semester. Neben den Präsenzstunden in Form von Seminaren und Praktika werden modulbezogene Übungen angeboten, die das Selbststudium unterstützen. Dieses entspricht dem Modell folgend zwei Dritteln der Gesamtstudienleistung.
→ Module pro Semester: 5
Für jedes erfolgreich absolvierte Modul werden 6 ECTS Punkte vergeben. Pro Semester macht dies bei fünf belegten Modulen 30 ECTS Punkte und für das gesamt Studium 210 ECTS Punkte.
Im Semester zu erbringende Stunden:
Erstsemester haben die Möglichkeit eine Woche vor dem eigentlichen Semesterstart Basis-Wissen in z.B. Mathematik, Physik und Chemie aufzufrischen und Kommiliton:innen, den Studiengang und seine Räumlichkeiten sowie das Bionik-Team in einem 5-tägigen Vorkurs kennen zu lernen.
MODULÜBERSICHT
Semester
Module
1
1.1 Chemie / Physik I
In diesem Modul werden folgende Theorien und Verfahren vermittelt:
Chemie: Chemiegeschichte; Trennungsverfahren; Analytische Verfahren; periodische Eigenschaften; molekulare und ionische Verbindungen; Nomenklatur; anorganische & organische Verbindungen; Stöchiometrie; Reaktionen in Wasser und Stöchiometrie in Lösungen; Die elektronische Struktur der Atome; MO- & Bänder-Theorie; Metallische Bindungen; Metallurgie; Elektrochemie, Korrosion.
Physik: Messen und Maßeinheiten, Mechanik (Kinematik, Dynamik, Impuls, Kräfte, Arbeit, Energie, Leistung), Thermodynamik (kinetische Gastheorie, Zustandsgleichungen, Masseerhaltung, 1. Hauptsatz, 2. Hauptsatz, Kreisprozesse, Wärmeübertragung), Statik der Fluide, Deformation von Materie (Elastizitätsmodul, Schubmodul, Viskosität), Grenzflächeneffekte (Oberflächenspannung, Kontaktwinkel)
1.2 Mathematik / Informatik I
In diesem Modul werden folgende Theorien und Praktiken vermittelt:
Mathematik: Einführung in Analytische Geometrie (Koordinatensysteme, Grundbegriffe); Differentialrechnung (Ableitungsregeln, angewandte Differentialrechnung, partielle Differentiation, Nabla-Operator); Einführung in best. & unbest. Integrale, Mehrfachintegrale (kartesische, Zylinder-, Kugelkoordinaten); Lineare Algebra (Vektoren, Determinanten, Matrizen, Lin. Gleichungssysteme); Funktionen und Kurven (allgemeine Funktionseigenschaften, trigonometrische, Exponential- und Logarithmusfunktionen, Nullstellensuche, Rationale Funktionen, Partialbruchzerlegung); Auswertung von Beobachtung und Messung (Fehler- und Ausgleichsrechnung, Interpolation, Spline);
Informatik: Rechnerpraxis/ EDV (MS Word, MS Excel); Rechnerarchitektur, Hardware Grundlagen, Betriebssysteme; Internetaufbau und -dienste (OSI Kommunikations Referenzmodell und Protokolle), Internet Suchmaschinen, Informationscodierung (Binärsystem, Ganzzahlen, Zweierkomplement, Reelle Zahlen, Zeichencodierung in ASCII und Unicode, A/D-Wandlung), Rechnen im Binärsystem, Datenkompression (verlustfrei und verlustbehaftet).
1.3 Allgemeine Biologie & Bionik I
In diesem Modul wird folgendes Wissen vermittelt:
Einführung in die Biologie: Phylogenese der Organismen, Evolution, Klassische und Molekulare Genetik, DNA, Reproduktion, Translation & Transkription, Proteinbiosynthese, Struktur und Funktion von Makromolekülen, Membranfunktionen (Fluidmosaikmodell, Immunsystem, Photosynthese), Funktion der Zellorganellen, Zellteilung, Ontogenese, humorale und neuronale Kommunikationssysteme, Neurotoxine, Grundlagen Zentrales Nervensystem.
Einführung in die Bionik: Definition & historische Entwicklung, Chancen und Grenzen der Bionik. Bionische Vorgehensweise (Bottom-Up & Top-Down, Morphologischer Kasten & Bewertungsmatrix). Einführung in adaptive Werkstoffe, rheologische Modelle, Biopolymere, Bio-Keramik, funktionale Oberflächen, biol. Kleb- & Haftstrukturen, masseminimiertes Strukturdesign („Bionic-Car“), Formoptimierung, generische Produktionsverfahren (3D-Druck „Bionische Strukturen“) Neuronale Steuerung (CPG), Informationsspeicherung und -verarbeitung, Funktion der Hirnareale, Lernsysteme, Bottom up- u. Top-Down-Prozessing, Systemleistungen, KNN & Aspekte der KI, Bio-Robotik (“Living Machines”).
1.4 Präparationstechnik I
Dieses Modul besteht aus einem Theorie- und Praxisteil. Folgendes wird gelehrt:
Baupläne und Systematik der Tiere (Protozoa und Metazoa) Einführung ins Mikroskopieren an Fertig- und
Frischpräparaten. Einf. in Morphologie u. Anatomie: Gewebetypen, adaptive Materialanordnung, funktionale Oberflächenstrukturierung, Funktionsmorphologie.
Mikroskopie-Theorie: Lichtmikroskopie inkl. Dokumentationsverfahren (wissenschaftl. Zeichnen & Fotodokumentation), Einsatzbereiche, Beugungsgrenze, maximale Auflösung.
Praxis: Lichtmikroskopie und Präparation an ausgewählten Vertretern der wichtigsten taxonomischen Gruppen.
1.5 Digital Learning
In diesem Modul wird Folgendes gelehrt:
Informationsmanagement: Digital Learning: hypothesenbasiertes empirisches wissenschaftliches Arbeiten, „Arbeitstool“ digitale Bibliothek; Nutzung von verschiedenen Datenbanken, Keywording, Aufbau und Struktur von wiss. Texten und Projekten, Struktur eines wiss. Vortrags, Aufbau und Gliederung schriftlicher und mündlicher Präsentationen, Erstellen von verschiedenartigen wissenschaftlichen Texten, adäquate Nutzung von wissenschaftlicher Software (Literaturverwaltung, Bildverarbeitung, Darstellung von Messergebnissen, etc.).
Englisch: Erlernen des fachspezifischen Vokabulars in Wort und Schrift
2
2.1 Chemie / Physik II
In diesem Modul werden folgende Inhalte vermittelt:
Chemie: Kristalle; Gitteraufbau; Intermolekulare Kräfte; Struktur und Eigenschaft von Festkörpern und Flüssigkeiten; Nomenklatur; VSEPR-Modell; Molekülstruktur und Bindungstheorien; Isomerie; Funktionelle Gruppen; Struktur & Funktion biologischer Makromoleküle; Proteine; Mono-, Bi- u. Polysaccharide, Polymerprinzipien.
Physik:Geometrische Optik (Reflexion, Brechung. Linsen, optische Instrumente), Schwingungen (freie, gedämpfte, erzwungene Schwingungen, Resonanz), Wellen, (d’Alembertsche Wellengleichung, Doppler-Effekt, Schall und Überschall, Interferenz, Akustik), Wellenoptik (Kohärenz, Interferenz, Polarisation), Elektrizität (Elektrostatik, Strom, Spannung, elektrischer Widerstand, Kirchhoffsche Regeln, Schaltung von Widerständen, elektrische Arbeit und Leistung)
2.1 Mathematik / Informatik II
In diesem Modul werden folgende Theorien und Praktiken vermittelt:
Mathematik: Folgen, Reihen (Fibonaccifolge, Taylor-, Fourierreihe, Potenzreihe, Konvergenz); Integralrechnung (besondere Lösungsmethoden, Anwendungen); Komplexe Zahlen, Differentialgleichungen (Gewöhnlichen, Partielle,
Näherungsansätze).
Informatik: Überblick Programmiersprachen; Variablen und Datenstrukturen; Datentypen; Schleifen und Bedingungen; Funktionen, Prozeduren und Methoden; objektorientiertes Programmieren; grafische Oberflächen; Standardalgorithmen: Sortieren, Suchen; Syntax vs. Semantik; Programmiersprache: Java (mit Verweisen auf C, C++, Pascal und Scriptsprachen);
Software Entwicklung (Planung und Analyse, Entwurf, Programmierung, Verifikation); praktische Anwendung an einem Software-Projekt
2.3 Allgemeine Biologie & Bionik II
In diesem Modul wird folgendes Wissen vermittelt:
Biologie: Vergleichende Physiologie, phylogenetische Adaptionen der Lebewesen, Systemkomponenten: Herz Kreislauf-Systeme (Hoch- & Niederdrucksystem), Blutphysiologie, Atmung (Luft- und Wasseratmung), Verdauung, Resorption, Exkretion, Homöostase, Osmoregulation, Thermoregulation, Muskel-/Bewegungsphysiologie (Muskelarchitektur, Fasertypen, Funktionseinheit Sarkomer), Stoffwechselphys. /Metabolismus (Transformation chemischer Energie: ATP
System), Neurophysiologie (Neuromotorik, motorische Einheit, Reflexbögen), Auszüge aus der Pflanzenphysiologie
(Bewegungs- & Transportvorgänge). Organismen als „offene Systeme“ (ökophysiologische Systemantworten)
Bionik: Verhaltensforschung als Werkzeug der Sinnesphysiologie, Grundlagen der Sinnesphysiologie und Biosensorik: Signalrezeption und -transduktion. Auflösungsgrenzen, Differential-/Proportional-Rezeptor; Chemo-, Mechano-, Thermosensorik, Akustik, Propriorezeption, SLO, Optik, Noziceptoren, Elektro- und Magnetorezeption. Sensorische Täuschungen, Anwendunspotenziale, Biomedizin-Technik / Bionics: Mensch-Maschine-Schnittstelle (Cochlea-/Retina-Implantate, Prothetik). Anwendungen in der Robotik und Medizintechnik.
2.4 Präparationstechnik II
Dieses Modul besteht aus einem Theorie- und Praxisteil. Folgendes wird gelehrt:
Baupläne und Systematik der höheren Pflanzen; Anatomie/Morphologie, spez. Funktionsmorphologie. Aufbau und Charakteristika von Pflanzenzellen und Gewebetypen, eigenständiges Erstellen von einfachen Präparaten (Schnittechniken, Grundlagen der Histologie und Färbung)
Theorie Mikroskopie: Lichtmikroskopie, optische Verfahren zur Kontrastverstärkung. Zerstörungsfreie Probenanalyse (microCT).
Praxis: Lichtmikroskopie und Präparation an ausgewählten Vertretern der wichtigsten taxonomischen Gruppen der Pflanzen.
2.5 Statistische Datenanalyse
In diesem Modul wird Folgendes gelehrt:
Informationsmanagement: Datenanalyse und -darstellung, Versuchsplanung, experimentelles Design, Deskriptive Statistik (Mittelwerte, Varianzen, Box-Plot, stat. Graphik), Induktive Statistik (univariat): Normal-, Binomial- und Poissonverteilung, Prüfverteilungen, stat. Testverfahren (Anpassungstests, Varianztests, Signifikanztests, Schnelltestverfahren). Deskriptive & induktive Statistik für den bivariaten Fall: Parameter, Graphik, Korrelations- & Regressionsanalyse. Kritische Bewertung von Testergebnissen.
Englisch in Anwendung und Ausdruck. Erlernen des fachspezifischen Spezialvokabulars in Wort und Schrift, freies Referieren zu relevanten Themen. Diskussionsübungen.
3
3.1 Spezielle Biologie
Biophysics: Physik der Makromoleküle: DNA, Myoglobin und Hämoglobin, Chlorophyll und Photosynthesesystem; Biophotonik: ioluminiszenz & Fluoreszenz (GFP). Molekulare Antriebsmechanismen (Flagellin). Membranbiophysik: Polarisation, Öffnungswahrscheinlichkeit, Aktionspotentiale, AoN-Regel, Rauschverhältnis. Bioinformatik: Regelkreise, Soll- und Ist-Wert, KNN. Strukturanalyse via REM, TEM, Grenzen der Auflösung
Biomechanik der Fluide: Einführung in die Tensorrechnung, Eigenschaften von Fluiden (Kontinuumshypothese, Stoffeigenschaften), Kinematik des Fluidelementes (Euler/Lagrange Betrachtung, Bahn-, Strom-, Streichlinien, Deformation, Rotation), Grundgleichungen der Fluidmechanik (Kontinuitätsgleichung, Navier-Stokes-Gleichung), Ähnlichkeitstheorie, Integralformen der Grundgleichungen,Stromfadentheorie, vollausgebildete Strömungen, Kurz Einführung in die Turbulenz und Grenzschichttheorie, Innen- und Umströmungen an Beispielen biologischer und technischer Systemkomponenten.
3.2 Physiologie
Ausgewählte Kapitel der Zoophysiologie: Transportorgan Blut, Herz-Kreislauf und Atmung, EKG, O2-Transportkapazität, Lungenfunktionstests. Neurophysiologie,Muskelmotor und Bewegung, Sinnesphysiologie. Analysen der Lokomotion des Menschen, neuro-muskuläre Koordination, Oberflächenelektromyographie, Anatomie des menschlichen Gangapparates, sensorischen Input-OutputKoordination, Central-Pattern-Generatoren, vastibuläres, optisches u. akustisches System. Drucksohlen- & Ganganalytik, Laufbandanalysen zur Erfassung der motorischen Lokomotionseinheiten beim Menschen inkl. Datenauswertung & -darstellung.
3.3 Material & Mechanik I
Werkstoffwissenschaft I: Werkstoffe & Nachhaltigkeit; Klassifizierung & Begrifflichkeit; Werkstoffauswahl; natürlich gegebene und industriell geschaffene Werkstoffe; Werkstoffe für Nahtmittel; Struktur und Eigenschaft; Charakterisierung von Oberflächen; Holz & Holzwerkstoffe; Grundprinzipien Biologischer Werkstoffe & Strukturen; Hierarchische Strukturen; Biomineralisation; Kristallsysteme; Gitteraufbau; Legierungen und Zustandsdiagramme; Monomere und Polymere Werkstoffe.
Bio-Mechanik: Grundlagen der Technischen Mechanik: Statik: Gleichgewicht der Kräfte; Gelenke/Lager, Lagerreaktionen, Stab, Fachwerk; Balken, Schnittkräfte, Schnittkraftverläufe, spez. Skelettanatomie. Festigkeitslehre: Einführung in die Elastizitätslehre, Festigkeitseigenschaften natürlicher Gewebe und Bio-Werkstoffe, Zug/Druck, Scherung, Biegung und Torsion, Versagenshypothesen; Dehnungen, Knickung.
3.4 Konstruktion / Computer aided design
Einführung in die Konstruktionsmethodik: Klären der Aufgabenstellung, Konzipieren, Entwerfen, Ausarbeiten; bionische, reative und diskursive Lösungssuche. Nutzung von CAD-Software: Erzeugen von 2D- und 3D-Modellen an techn. und biolog. Beispielen, Ausleiten von technischen Zeichnungen, Kenntnis der Regeln des Technischen Zeichnens; Datenaustausch (Import/Export, Schnittstellenformate, Rapid Prototyping).
3.5 Projektmanagement I
Projekt Management I: Projektdefinition (Sach-, Termin-, Kostenziele, Zielvereinbarung, Pflichtenheft), Projektplanung (Arbeitspakete, Meilensteine, Roadmap), Projektcontrolling (Folgenabschätzung, Feed-back-Schleifen), Projektevaluation. Bionik als Kreativitätstechnik. Bionischer Entwicklungsprozess (Bottom-Up, Top-Down, Morphologischer Kasten, Bewertungsmatrix).
Englisch in Anwendung und Ausdruck. Erlernen des fachspezifischen Spezialvokabulars in Wort und Schrift. Freies Referieren zu relevanten Themen. Diskussionsübungen.
4
4.1 Lokomotion
Ausgewählte Kapitel aus dem Kontext der terrestrischen Lokomotion sowie insbesondere der Lokomotion in Fluiden, Einsatz von Wind- u. Wasserkanälen und Laufband zur experimentellen Erfassung der Kinematik und Dynamik von Bewegungsabläufen sowie der Analyse von relevanten Modellparametern.
Einsatz moderner Messverfahren zur Detektion des Nachlaufs eines umströmten Objektes (HS, DPIV), videogestützte Kinematikanalyse, Erfassung von Widerstand u. Auftrieb, Verwendung von relevanten Meßsystemen. Weiterführende Laufbandanalysen zur Erfassung der Kinematik & Dynamik beim Menschen.
4.2 Material & Mechanik II
Werkstoffwissenschaft II: Polyreaktionen; Biopolymere; Regenerate; Gittermorphologie; natürliche und industriell erzeugte Polymere: Temperatur & Eigenschaft; Elastisches, viskoses & viskoelastisches Verhalten von natürliche und industriell erzeugten Substanzen; Werkstoffauswahl & Datenbanken; ElastischPlastisches Verhalten; Zug-, Bruch- & Deformationsverhalten; Flüssigkristalle; Glas & Keramik; mechanische Eigenschaften und Größeneffekte in Natur und Technik; adaptives Wachstum in der Natur; Verbundstrukturen als natürliche Vorbilder; Verbundwerkstoffe.
Bio-Mechanik II: Grundlagen der Technischen Mechanik. Dynamik: Kinematik, Translation/Rotation, Kinetik des Massenpunktes und des ausgedehnten Körpers; Energiesatz; Prinzip von D’Alembert, Stoßgesetze. Einführung in die Schwingungslehre. Strömungsinduzierte Schwingungen. Fallbeispiele aus der Lokomotion.
4.3 Finite Elemente Methode I
Einführung in die Theorie und Anwendung der numerischen Simulation via Finiten Element Methode (FEM), Anwendung gängiger FEM-Software, Theorie der Stab-, Balken-, Scheiben- und Volumen-Elemente. 2D- und 3D-Simulationen.
Spannungs- und Verformungsanalysen insbesondere biologischer Systeme.
4.4 Spezielle Werkstoffkunde I
Arbeitsschutz & Gefährdungsbeurteilung; Kalibrierung und Rückführung von Messinstrumenten; Interlaboratorielle Messwertstreuung; Besonderheiten bei der Charakterisierung von biologischen Strukturen; Klimaabhängige geometrische Eigenschaften natürlicher Werkstoffe; Einführung in die mechanische Charakterisierung von Biowerkstoffen; Härtemessung; Bruchphänomene; Schlagund Zugeigenschaften natürlicher & industriell geschaffener Werkstoffe; Zustandsdiagramme; Spezielle Präparationstechniken für Mikroskopie und REM; Partikelanalyse an biologischen Proben; Werkstofferkennung.
4.5 Projektmanagement II
Projekt Management II: Systemanalyse, Projektierung / Antragstellung, Aquise (Brachen-, Stakeholder-orientiert), Markt- und Patentanalyse, erweiterte Projektdefinition (Ressourcenmanagement: Zeit-, Kosten-, Personalmanagement; Outsourcing; Sonderziele), Machbarkeitsanalyse, Projektcontrolling (point of no return; „Plan B“), spez. Kreativitätstechniken, nutzerzentriertes Designen. Projektevaluation & -reflexion (inkl. kritischer Selbstreflexion).
Englisch: : Verbesserung der Fremdsprache Englisch in Anwendung und Ausdruck. Sprach-Übungen, freies Referieren zu relevanten Themen. Diskussionsübungen.
5
5.1 Interkulturelle Kompetenz
Auseinandersetzung und Zugang zur landeseigenen Kultur, kulturelle & kontextuelle Diversity, gesellschaftsspez. Normen & Sozialisierungen, verbale & nonverbale Kommunikation, Vermittlungs- & Überzeugungsstrategien, barrierefreie Wahrnehmungsfreiheit / Vorurteilsfreiheit. Formulieren von konstruktiver Kritik / Feedback, „Plan B“, Methoden der Autoreflexion und Selbstkritik.
Das fünfte Semester als Auslandsemester ist obligatorischer Bestandteil des Internationalen Studiengangs Bionik. Studierende verbringen es in einem Land eigener Wahl zu einem Studien- oder Praktikumssemester.
>>> Weitere Informationen zum und Berichte aus dem Auslandssemester
Das fünfte Semester als Auslandsemester ist obligatorischer Bestandteil des Internationalen Studiengangs Bionik. Studierende verbringen es in einem Land eigener Wahl zu einem Studien- oder Praktikumssemester.
>>> Weitere Informationen zum und Berichte aus dem Auslandssemester
Das fünfte Semester als Auslandsemester ist obligatorischer Bestandteil des Internationalen Studiengangs Bionik. Studierende verbringen es in einem Land eigener Wahl zu einem Studien- oder Praktikumssemester.
>>> Weitere Informationen zum und Berichte aus dem Auslandssemester
5.5 Auslandsnachbereitung
Analyse der kulturspezifischen Betriebsabläufe oder Vorgehensweisen bzw. Unterrichtsformen sowie deren Auswirkungen im interkulturellen Austausch.
Aufarbeitung, Bewertung, Darstellung und Vermittlung der universitären Lehreinheiten bzw. betrieblichen Betätigungsfelder oder Forschungsprojekten vor dem Hintergrund studiengangsspezifischer Aspekte, Reflektionsvermögen.
6
6.1 Entwicklungsprojekt "Bionik I"
System- und Problemanalyse, Projektierung, Informationsbeschaffung und -bewertung; Versuchsdesign inkl. Messtechnik; Auswahl der Verfahren zur Datenanalyse und -darstellung; Marktanalyse, Zeit- und Ressourcenmanagement, Meilensteinplanerstellung, Pflichtenheft, Antragstellung, Zielkonfliktbewältigung, AutoEvaluation, Tech-Translation, Kundenorientierung.
Antragstellung, Messwertaufnahme, Datenanalyse und – darstellung; Kinematik, Dynamik, Lokomotion und Antriebsmechanismen; funktionsadäquate Werkstoffcharakteristik, CAD-Modellierung, FEM-Simulation, Ergebnisbewertung, Transferanalyse in technische Anwendungen, Prototyping (inkl. 3D-Druck), Tech-Translation.
6.2 Organisationsbionik & BWL
Organisationsbionik: Einführung in die Biologische Kybernetik und Regelungstechnik: Eingangsfunktionen; Filter, Kennlinien; Untersuchung nichtlinearer Systeme; Aufbau und Funktion statischer und dynamischer Regelkreise; Beispiele von biologischen Regelungsmechanismen; Aufbau und einfache Lernprinzipien künstlicher neuronaler Netze, Prinzipien der Selbstorganisation in der Biologie.
BWL: Einführung in die Betriebswirtschaft: Abgrenzung BWL / VWL, Grundlagen der Unternehmensplanung (Strategische Planung & Zielsetzung, Marktanalyse), Unternehmensaufbau. Produktionsverfahren, betriebliche Produktionsfaktoren (Kennzahlen, Standortfaktoren). Rechtsformen. Unternehmensführung & Entscheidungsprozesse (Zielvereinbarung, Controlling, Revision). Funktionale BWL (Akquise, Einkauf, Lagerhaltung, Produktion, Absatz & Marketing). Finanzierung & Investition, betriebliches Rechnungswesen, Kostenrechnung
6.3 Optimierungsverfahren
Theorie der Optimierungsverfahren (lineare, nichtlineare und stochastische Optimierungsverfahren, Evolutionsstrategie), Bewertung der Leistungsfähigkeit und Einsatzbereiche der unterschiedlichen Methoden; Strukturoptimierung mit FEM (unter besondere Berücksichtigung der SKO- und CAO-Methodik). Anwendung insbes. der Evolutionsstrategie auf Optimierungsprobleme.
6.4 Exkursionen
Folgende Inhalte und Methoden werden vermittelt:
Meeresbiologische Exkursion (Sylt / Helgoland), Abläufe und Prozesse in biologischen Forschungseinrichtungen als Basis der Datengewinnung im bionischen Entwicklungsprozess. Maritime Habitate & Ökosysteme als Bsp. für komplexe Systeme mehrdimensionaler Interaktionseffekte, zeitlichräumliche Systemanpassungen, Extrembiotope, Bio-Diversität, Biozönosen, Neobiota, Nahrungsketten, Lebenszyklen, Artenkenntnis; Feld- & Laborarbeit, Datenerfassung & – Bewertung, Hypothesenbildung, Anwendung technischer Beprobungsinstrumente (ROV, AquaLab), biomechanische Analytik (Hydrodynamik, Lokomotion).
6.5 Wahl-Pflichtmodul
Die Modulcodierung 6.5 dient als Verwaltungsmarker und repräsentiert ganz allgemein das im 6. Semester zu belegende Wahlpflichtmodul. Entsprechend existiert hierfür keine explizite Modulbeschreibung.
Aktuell werden im Wahlpflicht-Bereich vom Studiengang Bionik folgende Module angeboten:
→ 6.6 “Computational Fluid Dynamics I”
- Einführung in die numerische Strömungssimulation, Modellgleichungen, Diskretisierungsverfahren (Finite Differenzen, Finite Volumen, zeitliche Diskretisierung), numerische Lösungsverfahren der Navier-Stokes-Gleichung für inkompressible Fluide. Simulation von Um- und Durchströmungen biologischer/technischer Systeme sowie deren Interpretation und Darstellung
→ 6.7 “Spezielle Werkstoffkunde II ”
- Theorie: Spezielle Charakterisierung biologischer Strukturen; Struktur und Eigenschaftsbeziehungen; Übertragung natürlicher Phänomene auf technische Anwendungen; Bruchverhalten & Bruchflächenanalyse; Größeneffekte und Weibull-Statistik; Einfluss der Prüfbedingungen und der Probenpräparation auf die Eigenschaften; Werkstoffe und Strukturen; Struktur & Funktion biologischer Makromoleküle – Haare, Spinnenfaser und pflanzliche Verstärkungselemente; DNA-Analyse; Röntgenstrukturanalyse.
- Praxis: Bruchflächenerzeugung und -analyse an biologischen Proben; Bildanalyse an biologischen Proben; klimaabhängige mechanische Eigenschaften von biologischen Werkstoffen; Raster-Elektronen-Mikroskopie; Auswertung und Interpretation von REM-Bildern; Präparationstechniken für die AFMMikroskopie; Auswertung und Interpretation von AFM-Bildern.
→ 6.8 “Ecophysiology”
- Fundamental mechanisms and different levels of adaptation and acclimatization; Biotic and abiotic challenges of different aquatic and terrestrial ecosystems; Allometric relationships as a tool for biomimetics; evolutionary pathways and trends in comparative physiology on the cellular and organismal level; Special physiological and behavioral adaptations to life in oceans, shorelines, estuaries, fresh water and special aquatic habitats; Selected examples of terrestrial life in extreme cold and hot habitats; Parasitism as an example for highly specialized adaptations and a major evolutionary factor, selected examples for bioinspired technical applications.
7
7.1 Entwicklungsprojekt "Bionik II"
Systemanalyse, Projektentwicklung- und Planung, Informationsbeschaffung und -bewertung; Konzeption des Versuchsdesigns inkl. der Neukonzeption von notwendiger Messtechnik; Datenbe- und -verarbeitung, statistische Analyse und Bewertung. CAD-Modellierung, FEM-Simulation und Interpretation, Ergebnisbewertung, Transferanalyse in technische Anwendungen, Marktanalyse, Prototyping (inkl. 3D-Druckverfahren), Time- und RessourcenManagement, Akquise, Tech-Translation, nutzerzentriertes Designen, Unternehmerisches Handeln.
7.2 Wahl-Pflichtmodul
Die Modulcodierung 7.2 dient als Verwaltungsmarker und repräsentiert ganz allgemein die im 7. Semester zu belegenden Wahlpflichtmodule. Entsprechend existiert hierfür keine explizite
Modulbeschreibung. Im 7. Semester sind zwei Wahl-Pflichtmodule zu wählen (7.2 und 7.3). Aktuell werden im Wahlpflicht-Bereich vom Studiengang Bionik folgende Module angeboten:
→ 7.6 “Computational Fluid Dynamics II”
- Einführung in die Turbulenz, Turbulenzmodelle (RANS, LES), Direkte Numerische Simulation (DNS), Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme, Simulation von Um- und Durchströmungen biologischer/technischer Systeme sowie deren Interpretation und Darstellung.
→ 7.7 “Spezielle Werkstoffkunde III”
- Theorie: Chancen und Grenzen biologischer und biomimetischer Werkstoffe; Technische Textilien; Schicht- und Faserverbundstrukturen in der Natur; Verbundtheorie; Kritische Faserlänge in natürlichen und technischen Verbunden; Übertragung natürlicher Vorbilder auf technische Anwendungen im Textil- und Verbundwerkstoffbereich; Anwendungsbereiche für biomimetische Strukturen; Adaptive Werkstoffe; Statische & dynamische Eigenschaften.
- Praxis: Erkennung und Übertragung von Verstärkungsprinzipien in natürlichen Strukturen; Charakterisierung von biologischen Werkstoffen & Verbundwerkstoffen; Bestimmung der mechanischen Eigenschaften nach nationalen und internationalen Standards; Zug-, Biege- & Impactversuche an Verbundstrukturen; Scannerbasierte Bildanalyse; Methoden zur Bestimmung der Grenzflächenhaftung. Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundwerkstoffen.
→ 7.8 “Biodiversität und Nachhaltigkeit”
- Stabilität & Basisleistung von Ökosystemen (Watt, Wüste, Moore, Regenwald, Korallenriff, Mangrove), Auswirkungen von Klimawandel, Globalisierungseffekte, Waren- & Güterströme, Peak Oil, Treibhausgase, erneuerbare Energiequellen, nachwachsende Rohstoffe, ökologischer Fußabdruck, GenFood, Klimaschutzkonventionen, Gendermainstreaming, Maßnahmenkataloge, Handlungsempfehlungen & Aktionsprogramme, nationale & internationale Rechtsintrumente, Berufsperspektiven, Green Economy, biologische Transformation der Technik (BioTrans).
7.3 Wahl-Pflichtmodul
Die Modulcodierung 7.2 dient als Verwaltungsmarker und repräsentiert ganz allgemein die im 7. Semester zu belegenden Wahlpflichtmodule. Entsprechend existiert hierfür keine explizite
Modulbeschreibung. Im 7. Semester sind zwei Wahl-Pflichtmodule zu wählen (7.2 und 7.3). Aktuell werden im Wahlpflicht-Bereich vom Studiengang Bionik folgende Module angeboten:
→ 7.6 “Computational Fluid Dynamics II”
- Einführung in die Turbulenz, Turbulenzmodelle (RANS, LES), Direkte Numerische Simulation (DNS), Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme, Simulation von Um- und Durchströmungen biologischer/technischer Systeme sowie deren Interpretation und Darstellung.
→ 7.7 “Spezielle Werkstoffkunde III”
- Theorie: Chancen und Grenzen biologischer und biomimetischer Werkstoffe; Technische Textilien; Schicht- und Faserverbundstrukturen in der Natur; Verbundtheorie; Kritische Faserlänge in natürlichen und technischen Verbunden; Übertragung natürlicher Vorbilder auf technische Anwendungen im Textil- und Verbundwerkstoffbereich; Anwendungsbereiche für biomimetische Strukturen; Adaptive Werkstoffe; Statische & dynamische Eigenschaften.
- Praxis: Erkennung und Übertragung von Verstärkungsprinzipien in natürlichen Strukturen; Charakterisierung von biologischen Werkstoffen & Verbundwerkstoffen; Bestimmung der mechanischen Eigenschaften nach nationalen und internationalen Standards; Zug-, Biege- & Impactversuche an Verbundstrukturen; Scannerbasierte Bildanalyse; Methoden zur Bestimmung der Grenzflächenhaftung. Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundwerkstoffen.
→ 7.8 “Biodiversität und Nachhaltigkeit”
- Stabilität & Basisleistung von Ökosystemen (Watt, Wüste, Moore, Regenwald, Korallenriff, Mangrove), Auswirkungen von Klimawandel, Globalisierungseffekte, Waren- & Güterströme, Peak Oil, Treibhausgase, erneuerbare Energiequellen, nachwachsende Rohstoffe, ökologischer Fußabdruck, GenFood, Klimaschutzkonventionen, Gendermainstreaming, Maßnahmenkataloge, Handlungsempfehlungen & Aktionsprogramme, nationale & internationale Rechtsintrumente, Berufsperspektiven, Green Economy, biologische Transformation der Technik (BioTrans).
7.5 Bachelor-Thesis
Modul 7.4 und 7.5 sehen für die Bachelor-Thesis, in der themenbezogene Fachinhalte behandelt werden.
7.5 Bachelor-Thesis
Modul 7.4 und 7.5 sehen für die Bachelor-Thesis, in der themenbezogene Fachinhalte behandelt werden.
TÄTIGKEITSBEREICHE
TÄTIGKEITS-BEREICHE
Mögliche Tätigkeitsfelder liegen auf allen Gebieten der Erforschung und Entwicklung neuer Technologien bzw. innovativer Produkte.
Arbeitsfelder als Schwerpunkte:
- Luft- und Raumfahrtindustrie
- Automobilbau
- Schiffbau
- Ingenierbüros
- Architektur- und Design-Büros
- Medizintechnische Industrie
- Forschungsinstitutionen
- Nanotechnologie
- Surface engineering
- Smart materials and sensors
- Biologische Werkstoffe / -materialen
- Bioinformatik
- Robotik
- Nachhaltigkeit
- Erneuerbare Energiequellen
Bereits seit 2007 gibt es Absolvent:innen der Bionik aus Bremen. Auf folgender Seite stellen wir einige Lebenswege und Beweggründe für das Studium vor: Absolvent:innen berichten
Weitere Informationen
Die Regelstudienzeit beträgt 7 Semester und beinhaltet 6 modular strukturierte Studiensemester (Modulübersicht), ein integriertes Auslandssemester (im 5. Fachsemester) und die Abschlussprüfungen inklusive der Bachelorarbeit.
Als Zulassungsvoraussetzung zum Internationalen Studiengang Bionik (ISB) an der Hochschule Bremen (HSB) sind die Allgemeine Hochschulreife (Abitur) sowie die Fachhochschulreife anerkannt. Außerdem besteht die Möglichkeit einer Einstufungsprüfung bzw. Sonderzulassung.
Studienanfänger:innen werden nur zum Wintersemester zugelassen!
Die Vergabe der Studienplätze erfolgt durch das Immatrikulationsamt der HSB nach den Kriterien:
- Durchschnittsnote
- Wartezeit
- Sonderquoten
- Losverfahren
Nähere Infos zum Bewerbungsverfahren erhalten Sie beim Immatrikulationsamt der HSB. Ansprechpartner ist Uwe Warnke.
Möchten Sie als Quereinsteiger:in in ein höheres Fachsemester eingestuft werden, dann lesen Sie bitte einen Abschnitt tiefer!
Sie können sich als Fortgeschrittene:r für ein höheres Fachsemester bewerben, wenn Sie mindestens drei, im Curriculum ausgewiesene, Module mit insgesamt 18 Leistungspunkten (Credits) als absolviert nachweisen können.
Über die Zulassung wird nach Sichtung aller Bewerbungsunterlagen, Zeugnisse und Nachweise über bereits erbrachte Studien-/Prüfungsleistungen im Einzelfall entschieden.
Fortgeschrittene Bewerber:innen können sich zum Sommersemester und zum Wintersemester bewerben!
Nähere Infos zum Verfahren der Anerkennung und Anrechnung erhalten Sie beim Immatrikulationsamt der HSB. Ansprechpartner ist Uwe Warnke.
Die HSB informiert auf ihrer Seite über verschiedene Möglichkeiten der Studienfinanzierung und Beratungsstellen.
Auf der Seite Stipendien sind Stiftungen und Fördereinrichtungen aufgelistet, die Studierende beim Studium unterstützen.
Geht es um informelle Fragen an aktuell Studierende im Bionik-Studium an der Hochschule Bremen oder z.B. wegen Tipps zum „Über-/Einleben“ in Bremen steht der studentische Fachschaftsausschuss des Studiengangs Bionik als Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
Mailkontakt: FSAusschuss.Bionik@hs-bremen.de
Allgemeine Fragen, die uns häufig erreichen und studiumspezifische Fragen (im unteren Abschnitt) finden Sie unter folgendem Link: