September 11

Das billigsten Linsen für Foto-Optik der Welt

Auf der Suche nach preiswerten Kugellinsen für unsere Beteiligung am FFG-Projekt »Schlaue Luxe – Tirols Jugend erforscht die Natur zu Licht und Energie“  bin ich auf die wahrscheinlich billigsten Linsen der Welt gestoßen. Diese sind aus Wasser! Auch wenn es vielleicht nicht im Sinne der Entwickler war, so imitieren sie mit ihrem Aufbau doch den justierbaren Brennpunkt biologischer Linsen in unseren Augen. Einziger Unterschied (im optischen Sinne) ist, dass unsere Linsen bikonvex sind. Die dahinter stehende Physik ist die der so genannten »dicken« Linsen. Unten seht ihr, welche beeindruckenden Bilder mit diesen Wasserlinsen entstanden sind. Zugegeben, das Equipment für die Steuerung des Fokus ist nicht ganz trivial. Aber vielleicht geht es ja noch etwas einfacher? In einem kommenden Beitrag zeige ich, wie wir ein Mikroskop bauen, welches zwar keine Linsen aus Wasser einsetzt, aber dafür kleine Glasmurmeln. Die Mechanik zum Justieren des Fokus werden wir mechanisch lösen. Dafür kostet dieses optisch recht hochwertige Mikroskop nur 5 Euro und man kann sogar mit einem Smartphone mikroskopische Aufnahmen machen. Schulen, die an einem Workshop interessiert sind, können diesen über unser Kollaborationsprojekt buchen: Schlaue Luxe Projekt

These Portraits Were Shot with a Water Drop as a Lens

Dieses Video vermittelt, dass die Inspiration aus der Natur kam.

Die technische Umsetzung wird hier gezeigt.

 

 

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Mai 9

Raus aus den US-Clouds: 100 GB kostenlosen (europäischer) Cloud Backup Speicher für Ihre Medien am Handy oder Computer

„Raus aus den US-Clouds“. Warum? US-Präsident Donald Trump stellt den Datenschutz für Ausländer in Frage. Das Computermagazin c’t rät daher, Daten nur noch bei Anbietern mit europäischen Servern zu speichern. Eine solche (und mit 100 GB! obendrein kostenlose) Alternative ist der Anbieter Degoo, eine schwedische Firma, die auf Anfrage zugesichert hat, dass der Schutz der privaten Daten ihrer Kunden höchstes Gebot ist und die Daten verschlüsselt übertragen werden. Am Handy installiert, braucht man nur wählen, welche Dokumente, Daten und Medien gesichert werden sollen und schon sind u. a. Ihre Lieblingsfotos super sicher aufbewahrt und Sie können sogar schnell neuen Platz gewinnen, wenn Sie die Option deaktivieren, dass gelöschte Medien vom Backup entfernt werden.

Man kannauch eine Option wählen, be der der Zugang zum Backup mit einem Passwort geschützt werden kann.

Degoo für Android

Degoo für Mac OSX

Einziger Haken der kostenlosen Variante: Sie können nur zwei Geräte verknüpfen (was mit einem Computer und einem Handy eigentlich genug ist) und nach 100 GB ist das Backup voll. Aber 100 GB sind viel. Ich habe gerade 58 GB meiner 128 GB SD Karte (die gehen gerne mal kaputt) in dieser Cloud abgelegt und habe also noch viel Luft nach oben.

Degoo eignet sich auch sehr gut, um große Dateien zu verschicken, wenn sie für ein email Attachment zu groß sind.

 

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April 5

Evernote als Tool für Innovations Workflows, Forschung und Entwicklung

Seit kurzem bin ich Evernote Zertifizierter Berater. Als Serial Entrepreneur, Coach und Autor berate ich Gründer, Startups und Unternehmen zu folgenden Themen:

  • Innovations- und  Wissensmanagement
  • Digitale Transformation
  • Effizientes Projektmanagement.

Evernote ist ein mächtiges Tool, dass viel mehr ist als ein einfaches Notiz-Werkzeug. Jeder, der mit Informationen arbeitet, befindet sich heute in einem Prozess zunehmender Digitalisierung. Doch oftmals kommt einem vor, man muss Informatik studiert haben und viele verschiedene Spezialsoftware verstehen, um Arbeitsabläufe in eine zweitgemäße, digitale Form zu bringen. Digitalisierung birgt Risiken (Thema Datensicherheit), aber auch viele Chancen.

Ein interessantes Beispiel einer Firma, die ihr letztes Produkt mit Evernote entwickelte, finden Sie hier: Schweizer Innovation mit der Produktivität von Evernote

So etwas möchten Sie auch? Ganz egal, ob Ihr Produkt

  • ein Buch
  • ein Fotoshooting
  • ein Zeitungsartikel
  • ihre Abschlussarbeit
  • oder Ihre nächste Erfindung ist…

… ich werde Ihnen zeigen, wie sich Ihre produktivsten Arbeitsschritte digitalisieren lassen und Sie in Ihrer Arbeit wesentlich flexibler machen. Besuchen Sie meinen Blog regelmäßig wieder für weitere Tipps, oder setzen Sie sich mit mir in Verbindung.

Flexible Digitalisierung ist nicht teuer: Evernote bietet eine kostenfreie Version mit allen Tools, die einen leichten Einstieg ermöglichen, oder sogar eine dauerhafte Lösung sein können: ideal für Journalisten, Autoren, Studierende bis hin zu Unternehmensgründern. Ein Umstieg auf eine Plus Version, Premium Version, oder nach erfolgreichem Start Ihres Projekts mit mehreren Mitarbeitern auf eine Business Version ist jederzeit möglich. Ich kann Sie dabei unterstützen.

 

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Dezember 31

Silvester und 42. Jahrestags einer genialen Erfindung: das PostIt

Heute vor 42 Jahren wurde das PostIt patentiert. Es war keinesfalls leicht für den Mit-Erfinder Spencer Silver, diese Klebezettel auf die Welt zu bringen. Er arbeitete in der Minnesota Mining und Manufacturing Company an Forschungen zur Verbesserung des Acrylatklebstoffs,
der in vielen ihrer Produkte Verwendung fand. Leider hatte Spencer etwas Pech. Er erfand zunächst einen Kleber, der mit seiner eigentlichen Aufgabe, ein paar Probleme hatte – er klebte nicht dauerhaft. Sein vermeintliches Versagen führte sogar dazu, dass seine Erfindung als wertlos angesehen wurde.
Das kommt bestimmt so manchem bekannt vor. Warum man trotzdem nicht aufgeben soll, kreativ zu sein erfahrt ihr jetzt. Ein wenig entmutigt von den frustrierenden Kommentaren seiner Arbeitgeber lies Spencer nicht locker und hielt Vorträge über die Vorzüge
des Klebstoffs und pries sein Potenzial als Sprühkleber an. 1972 erhielt er für seine Erfindung Acrylat-Copolymer-Mikrokügelchen das US-Patent Nr. 3691140.

Erst jetzt schien dis Fachwelt aufzuwachen, denn Art Fry, ein Produktentwickler bei 3M (das ist die Firma, die den durchsichtigen Klebefilm erfunden hat), erkannte das Potenzial von Silvers Erfindung: Man konnte es für ein verbessertes Lesezeichen verwenden. Aus dieser Idee entwickelten sich schnell weitere Ableger, darunter die wahrscheinlich am schnellsten angenommene und verbreitete Erfindung im Bürobereich: Seit 1980 sind diese kleinen Klebezettel in den Bürohandlungen erhältlich, das PostIt trat seinen Siegeszug an, der bis heute ungebremst ist.

Patentbezeichnung: Mit Acrylat mikrospärisch beschichtetes Papier

Patentnummer:US-Patent Nr. 3857731
Patentdatum: 31. Dezember 1974
Erfinder: Roger F. Merrill jun., Troy Township (Wisconsin)
und Henry R. Courtney, St. Paul (Minnesota); abgetreten von der Minnesota Mining und Manufacturing Company

 

Wie funktionieren diese „klebt wieder und wieder“ Produkte eigentlich? Der Trick lässt sich mit vier Komponenten leicht erklären:

 

1. Kleine elastomerische Copolymerkügelchen (siehe Abb. „30“) mit einem Durchmesser von 1-250 Mikrometern.
2. Die Mikrokügelchen kommen auf einen Träger (siehe Abb. „20“), der auf einem Band (siehe Abb. „10“) klebt.
3. Der Träger ist gerade nicht so porös, dass die Mikrokügelchen ihn völlig durchdringen könnten.
4. DenkbareTrägersubstanzen, die in der Patentanmeldung aufgelistet werden sind z. B. Polyester,

Zelluloseacetat und Polyvinylchlorid, aber auch Glas, Holz, Papier und Vinylcopolymere.
Der Erfinder sagt dazu, dass konventionelle Klebstoffe zum Festkleben von Papier und anderen Materialien zwar ihren Zweck erfüllen, jedoch auch entscheidende Nachteile haben. So sei es bei einigen Klebstoffen zwar möglich, das Papier vom Untergrund wieder zu entfernen, aber es
ist nicht möglich, es wieder aufzukleben. Andere Klebstoffe kleben einfach zu stark, das Ablösen zerstört den Untergrund.
Was lernen wir daraus? Manchmal muss zu einer Erfindung (Kleber) erst einmal ein Problem gefunden werden, für das es am besten geeignet ist. Also zahlt sich Geduld und Kreativität oft aus, denn es muss nicht immer problembasierte Entwicklung sein, manchmal funktioniert es auch umgekehrt. Mit den Worten von Victor Hugo, dem das folgende Zitat zugeschrieben wird:
„Nichts auf der Welt ist mächtiger, als eine Idee, deren Zeit gekommen ist.“
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Januar 16

Biologische Bewegungen entschlüsselt – eine der größten Herausforderungen in der Bionik

Die Bionik ist eine sehr junge Wissenschaft und befasst sich mit dem mechanistischen Verständnis von „Erfindungen der Natur“ mit dem Ziel, diese als Lösung und Vorbild für technische Probleme zu verwenden. Während einige Beispiele aufgrund der Popularität der Bionik in der Gesellschaft gut bekannt sind, z.B. der Lotus Effekt (R), Funktionstextilien u.v.m., ist die besondere Schwierigkeit von bionischer Robotik allgemein weniger bekannt. Dies liegt vielleicht daran, dass Robotik als gut verstanden geglaubt wird und der um ein vielfaches höhere Komplexität von biologischen Bewegungen nicht offensichtlich ist. Sensorik für die Feststellung der Lage, neuronale Programmierung für den Ablauf von Bewegungen, Robustheit gegenüber Störungen von aussen und der hohe Grad an Lernfähigkeit zeichnet die Bewegung vieler biologischer Arten aus. Im Rahmen des Bionic Learning Network, ins Leben gerufen von der Firma FESTO, wurden Roboter mit verblüffend genauer Ähnlichkeit zu lebenden Vorbildern entwickelt. Einige Beispiele werden unten präsentiert.
Die Evolution hat sich mit der Entwicklung vieler Bewegungsweisen lang Zeit gelassen. Durch grosse Populationen lief auf großen Flächen (mitunter global) ein riesiges Parallelexperiment mit verschiedenen Optimierungsdrücken (biol. Selektionsdruck), Trial-and-Error und Selektion ab. All dies in einem Umfang, welcher derzeit von einem physisch existierendem Forschungslabor nur schwer erreicht wird. Es ist also kein Wunder, dass biologische „Erfindungen“, nachdem sie durch die Forschung verstanden wurden, oft als „smart“, „intelligent“ oder „genial“ bezeichnet werden. Es wäre doch nur zu nahe liegend diese Erfindungen einfach zu kopieren. Jedoch sind die Optimierungsdrücke der Technik oft grundverschieden von denen der Biologie. Aktuatoren und Motoren unterscheiden sich von Muskeln. Aus wirtschaftlichen Gründen verwendet man in der Technik wenige Motoren im Vergleich zu oft redundant vielen Muskeln bei Tieren. Oftmals sollen die ideegebenden Strukturen auch noch in anderer Größe und für andere Umgebungen geschaffen werden. All dies fordert die Wissenschaft heraus, die Mechanismen gut zu entschlüsseln und die Ingenieure diese gut für die technische Fragestellung zu adaptieren. Aus diesem Grund werde ich in einem zukünftigen Artikel eigens auf die Grundprinzipien der Bionik eingehen und dort zeigen, unter welchen Bedingungen die Evolution für die Technik gute Vorarbeit geleistet hat.
An der Universität Innsbruck gibt es jeweils im Wintersemester ein Modul zum Thema: Biokybernetik & Bionik. Ebenfalls ist derzeit eine Masterarbeit im Studium Zoologie zum Thema Robotik ausgeschrieben.
Einige Beispiele bionisch inspirierter Roboter:

Vom Elefantenrüssel inspiriert – der Bionische Handling-Assistent


Der Bionische Handling-Assistent ist ein flexibles Assistenzsystem nach dem Vorbild eines Elefantenrüssels. Die Nachgiebigkeit des Assistenzsystems macht einen sicheren und direkten Kontakt zwischen Mensch und Maschine möglich und ist Wegweiser für neue Interaktionsformen von Menschen mit der Technik. Durch seine elf Freiheitsgrade ist der Bionischen Handling-Assistent frei im Raum in alle Richtungen bewegbar.

Aerodynamischer Leichtbau – der SmartBird

Der SmartBird ist ein ultraleichtes, leistungsstarkes Flugmodell mit einer hervorragenden Aerodynamik. Mit dem SmartBird gelang Festo die Entschlüsselung des Vogelflugs sowie eine energieeffiziente, technische Adaption des natürlichen Vorbilds. Der bionische Technologieträger kann eigenständig starten, fliegen und landen. Das erworbene Wissen im Bereich Aerodynamik und Strömungsverhalten ermöglicht neue Ansätze und Lösungswege für die Automation.

Inspiration Libellenflug – der BionicOpter

Beim BionicOpter handelt es sich um ein ultraleichtes Flugobjekt. Genau wie das natürliche Vorbild kann der BionicOpter in alle Raumrichtungen fliegen und dabei komplizierteste Manöver ausführen. Ermöglicht wird das einzigartige Flugverhalten durch Leichtbau und Funktionsintegration: Bauteile wie Sensorik, Aktorik und Mechanik sowie Steuerungs- und Regelungstechnik sind auf engstem Raum verbaut und exakt aufeinander abgestimmt.

Mit peristaltisch erzeugtem Vortrieb durch die Luft – AirJelly

AirJelly ist eine funkferngesteuerte fliegende Qualle mit einem zentralen elektrischen Antrieb und einer intelligenten, adaptiven Mechanik. Sie besteht aus einem mit Helium gefüllten Ballon und enthält als einzige Energiequelle zwei Lithium-Ionen-Polymer-Akkus. AirJelly ist das erste Indoor-Flugobjekt mit peristaltischem Antrieb; somit kann es in jede Raumrichtung schwimmen.

 

Weitere Information zum Bionic Learning Network: https://www.festo.com/group/de/cms/10156.htm

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Januar 5

Genial, innovativ und erfolglos

Die Geschichte von Erfindern ist, hierzulande, oft auch eine Geschichte vom Scheitern – nicht nur von Projekten, häufig auch von Menschen. In der Vergangenheit rutschten Visionäre oft in die Armut und wir sehen ihre genialen Einfälle bestenfalls im Museum. Innovation, Intelligenz, grandiose Ideen und starker Wille allein sind leider nicht immer ein Garant für Erfolg. Früher charakterisierten viele Erfinder (Erfinderinnen hatten damals sowieso kaum eine Chance) oft die Eigenschaften der Eigenbrötler. Ein Phänomen der damaligen Zeit: Wenig Vernetzung, zu gering die kritische Masse an potentiellen Interessenten, zu wenige die die Innovation überhaupt verstanden -kurz: die Zeit war noch nicht reif-
Heute, so denkt man, sind diese Hindernisse abgebaut: Das Internet, Crowdfunding und interdisziplinäre Teams, für die kein Problem zu komplex und keine Hürde zu hoch ist. Aber auch heute bleiben Erfolgsgeschichten die Ausnahme. Der Grund dafür sind starre formalisiere Strukturen und Bürokratie. Oft werden Innovationen nur verwaltet, im aufwändigen Apparat des Patentwesens. Die Lösung: Eine „Arena“ für interdisziplinäres Zusammenarbeiten, die Förderung unternehmerischen Denkens und die Möglichkeit Dinge einfach -zu machen-. Vielerorts sind so genannte FabLabs oder Co-Working Spaces entstanden, die den Prozess von der Idee zum Prototyp beschleunigen. Diese Räume können technische Hürden beseitigen, am administrativen Aufwand eine Erfindung als „intellectual property“ zu schützen, ändern sie jedoch nichts. Warum diese Räume den Weg zum Erfolg trotzdem wahrscheinlicher machen und warum ich glaube, dass das Konzept der Co-Working Spaces die Zukunft der Innovation ist, werde ich in einem meiner folgenden Artikel berichten.
Literatur:
Es gibt zwei Bücher, in denen Beispiele des steinigen Wegs zum Erfolg und leider oft auch des Scheiterns beschrieben werden, die mir besonders gut gefallen:
Ebenfalls mit schönen historischen Bespielen und einer soliden und gut dargebotenen Darstellung des Patentwesens. Hier wird man gründlich demoralisiert, wenn man liest, welche Kosten für ein durchfinanziertes Patent auf einen zu kommen.:

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Januar 3

Touren Ski Felle nach Gecko Art

Ein Tourenski ist ein spezieller Ski, der bei Skitouren zum Einsatz kommt.
Für den Aufstieg bei einer Skitour schnallt oder klebt man Skifelle auf die Laufflächen der Skier und sichert sie an den Skispitzen und oft zusätzlich am Skiende gegen Abrutschen.

Problem bei normalen Fellen ist, dass der auf der Rückseite angebrachte Kleber  die Klebekraft verliert, weil er verschmutzt ist, nicht bei allen Temperaturen klebt oder nass geworden ist.

Geckos haben dieses Problem mit dem „Kleber“ an ihren Füssen nicht 😉 Das liegt daran, dass hier kein Kleber am Werk ist, sondern Van-der-Waal Kräfte wirken. Die Tiere klettern auf fast allen Untergründen. Dieses bionische Prinzip hat sich der Tiroler Michael Puelacher zunutze gemacht, den traditionellen Kleber zu ersetzen. Die Bionik hat damit auch in Tirol ihren festen Platz. In seinem Patent Nr. EP 2 131 931 B1 beschreibt er seine Erfindung:

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Schifell so auszugestalten, dass für alle relevanten Temperatur- und Schneeverhältnisse und unabhänging von der Nachlässigkeit oder Bequemlichkeit des Benutzers sowie von der Anzahl des Auf- und Abziehens des Schifells vom Schi eine jederzeit lösbare und wiederherstellbare haftende Verbindung zwischen dem Schifell und der Lauffläche des Schi hergestellt wird, die in ihrer Adhäsion nichts einbüßt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass anstelle eines auf dem Rücken des Fell-Floor aufgebrachten Klebstoffes eine sich nicht aushärtende Silikon-masse (silikonbasierte Beschichtung) aufgebracht wird, die zwischen dem Schifell und der Lauffläche des Schi durch die sogenannten „Van-der-Waals-Kräfte“ eine Haftverbindung („Van-der-Waals-Bindung“) erzeugt.
Da diese Verbindung keinen Adhäsionsverlust erfährt, ist eine unbegrenzte Anzahl des Auf- und Abziehens des Schifells von der Lauffläche des Schi möglich. Im Gegensatz zu einem Haftkleber ist ein rückstandsloses Lösen der Haftverbindung möglich. Ein Schutz des Schifell-Rückens durch eine Abdeckfolie ist nicht erforderlich. Als Autragfläche für den Klebstoff wird der Fell-Floor bisher mit einem Baumwoll-Rücken kaschiert, auf welchem dann der Haftkleber aufgebracht wird. Da die Silikonmasse bzw Silikonbeschichtung direkt auf der Rückseite des gewebten Fell-Floor aufgebracht werden kann (gesprüht, gegossen, geklebt, spritzgegossen, kalandriert etc), kann auch auf einen Baumwoll-Rücken bzw. auf jedes sonstiges auf den Fell-Floor kaschiertes Material verzichtet werden.

Gecko_Leaftail_1

Head and front legs of a Gecko (unspecified species, leaf-shaped tail)

By w:User:Lpm (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY-SA 2.5-2.0-1.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5-2.0-1.0)], via Wikimedia Commons“

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Dezember 30

Blog eröffnet

Liebe Interessenten,

in diesem Blog beschäftige ich mit Innovationen aus Forschung, Entwicklung und Erfindungen. Es wird ein Mix aus historischem Wissen, brandneuen Innovationen und coolen DIY (do-it-yourself) Projekten sein. Die Beiträge sollen technisch interessierte Menschen ansprechen und eine Hilfe für das Verständnis der Technik und deren Umsetzung für eigene Projekte sein. Anregungen und Fragen können gerne in den Kommentaren hinterlegt werden.

Einen guten Start in das Jahr 2016  wünscht,

Thorsten Schwerte

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