© Daimer und Benz Stiftung/Dorn
Städte von morgen

Von der Natur effiziente Bewegungen lernen
Wie eine Venusfliegenfalle

In der Technik müssen sich viele Strukturen in Form von Materialien bewegen, beispielsweise eine Markise, die ausfährt oder ein Flugzeugflügel, der sich für verschiedene Flugmanöver verformt. Für ihre Doktorarbeit erforschte Bauingenieurin Renate Sachse die Bewegungen von flexiblen Strukturen und errechnete ein Modell, das energieeffizientere Bewegungen ermöglicht. Dafür wurde Renate mit dem Bertha-Benz-Preis 2022 ausgezeichnet.

Der Bertha-Benz-Preise geht jährlich an eine Ingenieurin, die mit ihrer Arbeit einen gesellschaftlichen Mehrwert leistet sowie den Pioniergeist von Bertha Benz fortträgt.

Umdenken
Bewegungen neu gedacht

Ein sich bei Regen schließendes Stadiondach, ein greifender Roboterarm – Renate Sachse stellte sich für ihre Promotion die Frage, ob diese Abläufe nicht auch effizienter und materialschonender sein könnten. Flexible, verformbare Strukturen wie Oktopusarme haben eine größere Bewegungsfreiheit als feste Strukturen. „Deshalb ist die Venusfliegenfalle als Vorbild interessant. Sie öffnet sich ohne ein Gelenk zu haben. So eine flexible Struktur hat also die Möglichkeit, sich an jeder Stelle frei zu verformen, statt nur an festen Gelenkpunkten, wie beispielsweise Menschenarme“, erklärt Renate.

Renate erklärte ihre Dissertation "Variational Motion Design for Adaptive Structures"
Bei der Preisverleihung stellt Renate dem Publikum ihre Arbeit zu flexiblen Strukturen vor

Flexibel bleiben
Flexible Strukturen für mehr Bewegungsfreiheit

„Zunächst habe ich interdisziplinär mit Expert*innen aus der Biologie und der Architektur zusammengearbeitet, um Simulationen zu berechnen, die sich an Pflanzen und Bauelementen orientieren“, erklärt die Bauingenieurin. Später trennte sie zwischen der reinen Berechnung und der Anwendung sowie Übertragung aus der Bionik. Renate erläutert: „Bei meinen Berechnungen geht es darum, einen Weg zu finden, wie die Verformung möglichst schnell, energiesparend und materialschonend erreicht werden kann.“

Innovationskraft
Mit Innovationskraft und Mut sich selbst verwirklichen

Bertha Benz als Vorbild spricht mich sehr an, denn manchmal sollte man den Sprung wagen. Das klingt immer sehr viel leichter, als es ist und dennoch dürfen Mädchen und Frauen sich nicht gehindert fühlen in die Technik einzusteigen.“ Renate orientiert inzwischen Richtung Medizintechnik. „Die Berechnung fester Roboterarme gibt es bereits. Aber bei flexiblen Oktopusarmen für Roboter, kann ich mit meinen bisherigen Berechnungen ansetzen. Diese Softrobotik steht für eine sicherere Interaktion mit Menschen und die möchte ich effizienter machen.“

„Ich wollte unbedingt ein Thema mit Innovationskraft!“

Renate Sachse, Bertha-Benz-Preisträgering
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