Archiv für August 2008

RepRap Project

Publiziert von admin am 27. August 2008

3D Drucker sind ideale Werkzeuge für den schnellen Bau von Prototypen oder von Modellen in Architektur oder Medizin. Die bisherigen Geräte sind aber für den privaten Gebrauch kaum zu finanzieren. Ein internationales Open Source Projekt bietet nun nicht nur die Anleitung für einen 3D Drucker, dessen Materialkosten sich lediglich auf etwa 500$ belaufen, sondern auch das Konzept eines Druckers, der in der Lage, sich selbst zu replizieren. Der Projektname ist RepRap und steht für ”Replicating Rapid-prototyper”.

RepRap

Eine komplette Kopie ist es zwar nicht, etwa 60 % der Teile werden aus einem Polymilchsäure-Kabel geschmolzen und neu gedruckt, aber den Rest der Teile kann man preisgünstig im Fachhandel erwerben. Zukünftige Versionen des Projekts sollen auch in der Lage sein, ihre eigenen elektrischen Schaltungen zu replizieren.

Eine Galerie mit “reprapped” Gegenständen (die auf dem RepRap produziert wurden) zeigt, dass die Maschine nicht nur sich selbst replizieren kann. Für dieses Paar Kinderschuhe hat das Gerät allerdings einen Tag gebraucht.

RepRap Kinderschuhe

RepRap Projektseite

Die Leonardobrücke

Publiziert von admin am 25. August 2008

Leonardobruecke Ein Klassiker, der immer wieder verblüfft: Die von Leonardo da Vinci erfundene Brücke aus Stäben oder Brettern, die nicht durch Leim, Nägel oder Schrauben, sondern alleine durch die geschickte Verschränkung der Stäbe Stabilität erhält. Am Wochenende haben wir einen Leonardobrücken-Bausatz (Danke, Gunnar!) ausprobiert, erst einen kleinen Bogen und nach zwei Anläufen den vollen Bogen mit 38 Einzelbrettern.

Leonardobruecke

Leonardobruecke 2

Wie viele Erfindungen da Vincis war auch diese von militärischen Überlegungen motiviert. Im Jahre 1483 schrieb er: “Ich habe eine Anleitung zur Konstruktion sehr leichter und leicht transportabler Brücken, mit denen der Feind verfolgt und in die Flucht geschlagen werden kann.” (Quelle: Mathematikum Giessen)

Das Konstruktionsprinzip lässt sich mit verschieden grossen Brettern realisieren, eine der grösseren Konstruktionen wurde 2005 anlässlich des Jubiläums der Architektenkammer Baden-Württemberg in Freiburg im Breisgau realisiert (Quelle: Wikimedia).
Leonardobruecke Freiburg 2005 

Das Verschränkungsprinzip lässt sich nicht nur auf einen Bogen anwenden, mit Hilfe von anderen Personen oder Hilfskonstruktionen kann man einen solchen Bogen auch zu einem Ring schliessen oder gar eine Kuppelkonstruktion anfertigen. Ersteres wurde vom Zirkus-Meer-Artisten Walter Mooshammer zu einem grossen “Rhönrad” perfektioniert, mit dem er allerlei Kunststücke vorführt, ehe der Ring wieder in seine Einzelteile zerfällt. Und Jürgen Richter-Gebert, Geometrie-Professor an der Technischen Universität München, beschreibt in diesem Artikel, wie er mit Kindern Kuppelkonstruktionen anfertigt.

Leonardoring

Leonardokuppel

Danfoss Universe - ein Thermostatbauer mit Engagement

Publiziert von admin am 10. August 2008

 
Danfoss Universe

Kaum ein Science Center liegt so abgelegen wie das Danfoss Universe auf der Insel Als im dänischen Jütland. Die nächste grössere Stadt, Sønderborg, ist 24 Kilometer entfernt, die Anbindung durch den öffentlichen Verkehr erfolgt einmal die Stunde nur über eine Busverbindung von Sønderborg, wer von weiter her anreist, muss ca. 20 Minuten vom Bahnhof zum Busbahnhof Sønderborg laufen. Das Danfoss Universe scheint diese Möglichkeit aber selber nicht wirklich ernst zu nehmen, denn auf den letzten 200 Metern zum Eingang kann sich ein Fussgänger nur auf dem Fahrradstreifen der Strasse bewegen, einen Fussweg gibt es nicht. Die Abgeschiedenheit und schlechte Anbindung sind wohl auch der Grund, warum seit 2005 erst 25′000 Schüler den Park besucht haben.

Die Abgeschiedenheit hat ihren Grund in der Entstehungsgeschichte. Der dänische Thermostatbauer Danfoss hat seinen Ursprung nahe von Nordborg. Hier begann Carl Madsen in den 1930er Jahren amerikanische Thermostatsysteme auseinander zu bauen und zu kopieren. Schliesslich wurden seine Produkte (Heizung, Kühlung und Klimaanlagen) weit über Dänemark hinaus bekannt. Das Wohnhaus von Madsen, nahe des Hauptsitzes der Firma, ist heute Teil des Danfoss Universe.

Madsen, dessen Leben und Arbeit in diesem firmeneigenen Sience Center natürlich auch gebührend mit Firmengeschichte und originaler Wohn- und Arbeitsstube geehrt wird, sammelte in einem Schuppen verschiedene Ausstellungsstücke, die man für Messen und Präsentationen gebaut hatte. Diese Sammlung bildete den Grundstein einer Ausstellung namens “Teknorama”. Nach dem Bau des grosszügigen Parks und der Pavillons im Jahr 2005 wurde es in Danfoss Universe umbenannt.

Name Danfoss Universe
Ort/Land Nordborg/Dänemark
Exponate Ca. 180
Besucher/Jahr Ca. 160′000
Fläche Ca. 3′000 m2 innen und 50′000 m2 aussen
Angestellte
K. A.
Budget/Jahr K. A.
Anmerkungen Ein zwar abgelegener aber riesiger abwechslungsreicher Park mit Experimentierstationen und Danfoss Museum

 
Danfoss Universe wurde vom Danfoss- Besitzer Jørgen Mads Clausen mit Mitteln der Bitten und Mads Clausen Stiftung gegründet. Clausens Frau Annette ist heute Vorstandsvorsitzende von Danfoss Universe, es ist also eine Art Familienunternehmen. Eine Danfoss Universe Stiftung hat sich um Ziel gesetzt, zukünftige Unterrichtsmaterialien für die Vermittlung naturwissenschaftlichen Wissens an den Schulen zu entwickeln. Sie arbeitet unabhängig vom Parkbetrieb.

Carl Madsen wollte junge Menschen für Technik begeistern. Da moderne Technik sich immer mehr in black boxes verbirgt, sollte sichtbar gemacht werden, was sich in den Maschinen abspielt. So werden denn auch Maschinen erklärt und im Anschnitt gezeigt. In den Experimentierpavillons selbst hält sich Danfoss aber wohltuend zurück mit der eigenen Produktpräsentation.

Danfoss Universe ist vor allem ein grosser vielfältig gestalteter Park, der sich auf einer Fläche von 6 Hektaren erstreckt. Im Park verteilt sind mehrere Pavillons und Häuser, die Experimentierstationen und Ausstellungen enthalten. Durch die grosse Fläche wirkt die Dichte der etwa 180 Exponate eher gering und sie sind von sehr unterschiedlicher Qualität. Der Wasserpark vereinigt auf engem Raum einige eindrückliche Experimente zu Wasserrädern, Pumpen, Hydraulik etc.

Im Thermolab-Pavillon hingegen wird ein ganzer Raum auf Minusgrade herunter gekühlt, um nicht mehr als eine Rutsche aus Eis anzubieten. Wie der grosse Sandkasten mit Baggern sind solche Bereiche eher Teil des “Vergnügungsparks” Danfoss Universe. Zum “Science Center” gehören Experimente wie die Barbie-Puppen, die in Öl, Wasser und Alkohol getaucht und mit einem Gebläse angeblasen werden, worauf sich ihre Temperatur durch die Verdunstungskälte unterschiedlich stark abkühlt oder der von Hand angetriebene Kühlschrank. Alle Stationen sind in Dänisch, Englisch und Deutsch angeschrieben.

Im als “Explorama” bezeichneten Haus hat es im Dachstuhl kleine Spielwerke, in denen man mit selbst ausgestanzten Notenblättern die verschiedenen Resonanzkörper zum Klingen bringen kann. Der grösste Resonanzkörper ist ein ganzer Baumstamm.

Weitere Attraktionen, die gerade auch bei schönem Wetter viel Zuspruch finden, sind der Segway-Parcours, auf dem die Gäste nach einer kurzen Einführung in die Steuerung dieser “Steh-Mobile” ihre Runden drehen können, und die eisfreie Ganzjahres-Schlittschuhbahn, bei der man mit richtigen Schlittschuhen auf einer Bahn aus Polyethylen laufen kann. Die Oberfläche wird mit Propylenglykol befeuchtet und rutschfähig gemacht. Wenn auch nicht so rutschig wie richtiges Eis, so ist es doch ein eindrückliches Erlebnis, im Sommer übers Kunsteis zu gleiten.

Segway Parcours

Im Eingangsbereich kann der Besucher unter Anwendung des Hebelgesetzes einen ganzen Kombi anheben.

In einem See eingebettet liegt ein grosser blauer Kubus, an dessen Seitenwänden Wasser hinunterläuft (das bei Wind von den Wänden abgelöst wird und als Regen über die Besucher beim Betreten des Gebäudes niedergeht). Es handelt sich um den Pavillon Islands von der Expo 2000, den Danfoss nach der Expo übernommen hat. Im riesigen Gebäude findet man aber lediglich 5 Exponate zu Eis und Hochspannung und einen immerhin 18 Meter hohen Geysir.

2007 werden zwei vom Architekten Jürgen Mayer H entworfene Gebäude eingeweiht. Der grosse Bau mit dem wellenförmigen Dach trägt den Namen Cumulus und beherbergt die digitale Welt “Bitland” und die Lego-Werkstatt, man ist schliesslich in Dänemark. Für die Ausstellung “Bitland” loggt man sich mit der Eintrittskarte ein und macht ein Foto von sich. An allen anderen Stationen authentifiziert man sich darauf mit der Karte, die nicht nur automatisch die Sprache wählt, sondern mit der Punkte, Musik- und Video-Eigenproduktionen später abrufbar sind. An die Innenwände des Gebäudes werden die Fotos der neuen Besucher und Punktestände projiziert. Weitere Exponate sind Bluescreen-Spielereien, zwei riesige Mauskugeln, mit denen man Figuren steuert, Arbeitsstationen zum Erstellen von Stop-Motion Filmen oder zum Konzept der Programmierung von Computern und zu verschiedenen anderen digitalen Spielereien.

Dass die beiden grössten Gebäude des Parks zusammen gerade einmal ca. 25 Exponate beherbergen, mag wie eine Platzverschwendung erscheinen aber die Präsentation der Architektur und des Gartens ist eben ein Teil des Parkkonzeptes. Dass der Park im Winter allerdings weniger attraktiv ist. weiss auch Danfoss und hat den relativ hohen Sommer-Eintrittspreis von 21,50 € im Winter auf 12 € gesenkt.

Der zweite, kleinere Bau mit einem Wellendach dient einem sehr profanen Zweck, er wird als Schnellrestaurant genutzt, das in Einrichtung und Auswahl der Speisen eine Kopie vom McDonalds darstellt. Auf der Papierunterlage des Tabletts bemüht man sich zwar zu erläutern, dass die Danfoss Pommes Frites weniger Fett enthalten als übliche Pommes Frites, dass eine Kilokalorie ausreichen, um ein Liter Wasser um ein Grad zu erhitzen und dass Coca Cola eigentlich bei der Suche eines Apothekers nach einem Schmerzmittel entstanden sei. Aber am Ende sind es halt nur typische Fast-Food Menüs.
Äussere architektonische Form und der vermittelte Anspruch haben da leider nicht viel mit dem Inhalt zu tun.

Danfoss Universe bietet mit seiner grosszügigen Parklandschaft, der Ganzjahres-Schlittschuhbahn, dem Segway-Parcours und dem Firmenmuseum ein kurzweiliges und lehrreiches Ausflugsziel, das besonders bei gutem Wetter empfehlenswert ist. Wer es kompakter mag, eine bessere Anbindung mit dem öffentlichen Verkehr und mehr Science Center und weniger Park sucht, wird im nur 30 Kilometer entfernten Flensburg in der Phänomenta fündig.

Danfoss Universe

Heureka Helsinki

Publiziert von admin am 6. August 2008

 

Heureka

 

Heureka liegt in einer weiträumigen Parklandschaft in unmittelbarer Nähe zum Bahnhof Tikkurila im Norden Helsinkis. Das finnische Science Center wurde 1989 eröffnet und erhielt 2001 mit dem Galilei Park eine Parkanlage mit zahlreichen weiteren Experimentierstationen.

Heureka Logo

An der Front des Gebäudes hängt eine nur scheinbar zweidimensionale Würfelskulptur von Anssi Asunta, die ihre räumliche Struktur erst beim näheren Hinsehen offenbart und zum Wahrzeichen von Heureka wurde (Bild links, Klick für Grossansicht). Vor dem Gebäude steht der Besucher auf der weltgrössten aperiodischen, d.h. sich nicht wiederholenden Pflasterung, was freilich nur der Kenner erkennt und zu schätzen weiss. Auf dem grosszügigen Vorplatz hat man vor den Wiesen und Hecken eine Gesteinssammlung mit Gesteinen aus ganz Finnland platziert.

Name Heureka
Ort/Land Helsinki, Vantaa/Finnland
Exponate 200 und ca. 55 weitere in den beiden Sonderausstellungen
Besucher/Jahr ca. 250′000
Fläche 2′800 m2 innen und ca. 3′000 m2 aussen
Angestellte
(Gesamt/100% Stellen)
85 Vollzeitstellen und 64 Freiwillige (entspricht 4,2 Vollzeitstellen)
Budget/Jahr 8,8 Mio €, 37% Eigendeckung
Anmerkungen Eines der modernsten Planetarien der Welt, ein Erweiterungsbau inkl. 3D Kino ist geplant.

Im Zentrum des Gebäudes steht ein etwa drei Stockwerke hoher  Zylinderbau, an den sich zwei Ausstellungshallen und das Vattenfall Planetarium anschliessen. Das grösste Planetarium Finnlands ist mit Zeiss- Universarium Projektoren und Sky-Skan-Technik, Videopanorama und All-Sky-Projektion eine der modernsten Projektionskuppeln der Welt. Es tritt die Nachfolge des als Verne Theater bezeichneten IMAX Kinos an, das 2007 geschlossen wurde. Auf dem grosszügig angelegten Aussengelände des Galilei Parks finden sich verschiedene Wasser- und Klangspiele, ein Boyo, eine Windmaschine, ein überdachtes Theater und ein Arboretum mit Nadelbäumen aus aller Welt.

Unter der Decke des zentralen Zylinderbaus ist ein Seil gespannt, über das man mit einem bidirektionalen Fahrrad radeln kann. Die grosse Höhe des Raumes wird auch genutzt für einen Heissluftballon und für eine Lichtinstallation des Sternzeichens “Grosser Wagen”. Dabei hängen sieben Lampen scheinbar wahllos im Raum. Erst durch die Wahl des richtigen Standortes zeigt sich die bekannte Gestalt des Wagens; die Namen der Sterne sind an die runde Innenwand des Zylinders geschrieben und helfen dabei, diesen Standort zu finden, indem man versucht, Lampen und Namen zur Deckung zu bringen. Im zentralen Bau sind an den Seiten zwei Labore mit Glaswänden abgetrennt.

Die Exponate im Zylinderbau bilden thematisch verschiedene Schwerpunkte und spiegeln vermutlich ihre Entstehung aus Sonderausstellungen wieder: Verkehr, Elektrizität, der menschliche Körper, Recycling und Sprache.

Ein Teil des  grossen Hallenanbaus ist offiziell als Kinder-Heureka angeschrieben. Hier kann man u.a. selber konstruieren, vor dem Bluescreen agieren, eine Computerspiel unter vollem Körpereinsatz mit einem Partner steuern, den Moonwalk mit simulierter Schwerelosigkeit ausprobieren und Zahnräder an der Magnetwand zu einem grossen Getriebe verbinden.

In einem kleinen in die Halle integrieren Kuppelbau werden Gasshows und andere Experimente gezeigt.

Eine Besonderheit von Heureka ist das Ratten-Basketball, für das eine eigene Theaterbühne zur Verfügung steht, von der man hinter Glas zwei Ratten auf einem Minitatur-Basketball-Feld dabei zuschauen kann, wie sie für eine Belohnung mit einem Plastikball im Maul über das Feld laufen und ihn durch einen Metallring fallen lassen.

Der zweite Teil der grossen Halle ist zur Zeit für das Thema “Speed” reserviert und man wird mit einem roten Formel 1 Rennwagen begrüsst, kann an einem Boxenstopp und Reaktionsspielen seine Geschwindigkeit testen, lernt etwas über die Physik rollender Körper, kann ein Formel 1 Rennen kommentieren und im mit Pedalen angetriebenen Simulator fahren. “Speed” ist eine Wanderausstellung des Scitech Science Centers in Perth, West Australien. Mehr dazu im Ausstellungsführer zu “Speed”

Die zweite Halle ist dem Thema Schifffahrt gewidmet und man lernt am Modell, gegen den Wind zu segeln, einen grossen Schiffsmotor zu steuern, wie schwierig es ist, aus dem Wasser (hier eine Becken mit Kugeln) in ein Rettungsfloss zu steigen, Seezeichen richtig zu deuten und Schiffsmodelle zu lenken, wie ein Anti-Rolling System funktioniert, wie man die Schiffsladung richtig verteilt und am Simulator Rettungsboote und einen Container-Kran lenkt.

Die Exponate aus Holz, Kunststoff und Metall sind solide und massiv gebaut und dreisprachig in Finnisch, Schwedisch und Englisch ausführlich beschrieben. Das Design ist innerhalb eines Ausstellungsthemas einheitlich und attraktiv gestaltet und zum Teil sind Trennwände und Beleuchtung in die Exponate integriert, um diese später als komplette Wanderausstellung mit eigener Raumaufteilung anbieten zu können. 

Die Pläne für eine Erweiterung des Science Centers sind weit gediehen. Auf der anderen Seite der Schienen soll Heureka in einem Kulturzentrum zusätzliche 4′000 Quadratmeter Ausstellungsfläche erhalten, von denen ein Teil von einem modernen Kino mit 3D Technik eingenommen wird. Eine geschlossene Fussgängerbrücke und ein Service-Tunnel unter den Schienen soll die Gebäudeteile miteinander verbinden. Für 2010 ist die Eröffnung geplant. 

Ein unglaubliches Gleichgewicht

Publiziert von admin am 5. August 2008

Ein klassisches Experiment, das immer wieder fasziniert, wie es sich zwar nicht der Physik, aber unseren Erwartungen widersetzt. In dieser Variante wirkt es noch spektakulärer, weil der innere Teil des Zahnstochers angezündet wird und abbrennt.

Das ganze Gebilde von Besteck und Zahnstocher ist mit seinem Schwerpunkt, auch wenn es für unsere Auge nicht so scheinen mag, genau auf dem Glasrand ausbalanciert. Der abgebrannte Teil des Zahnstochers hat ein vergleichsweise kleines Gewicht und der Schwerpunkt verlagert sich nur unmerklich.

via www.posci.com  

CERN-Rap: Die Suche nach Antimaterie und Higgs-Teilchen

Publiziert von admin am 3. August 2008

Der Large Hadron Collider (LHC) des CERN steht kurz vor der Fertigstellung und soll einige der drängenden Fragen der Physik klären, vor allem den Nachweis von Schwarzer Materie und des bisher nur theoretisch vorausgesagten Higgs-Bosons erbringen.

Während die Öffentlichkeit angesichts der kaum nachvollziehbaren Erklärungen zu multidimensionalen Räumen, Antimaterie und einem scheinbar immer grösser werdenden Teilchenzoo meistens mehr über die enormen Kosten als den Wissenszuwachs staunte, haben die Klagen gegen die Inbetriebnahme des LHC wegen der vermeintlichen Gefahr der Erzeugung eines die Welt verschlingenden Schwarzen Loches eine ungewollte Aufmerksamkeit bekommen. Die Befürchtungen wurden aber inzwischen mehrfach widerlegt und das CERN bemüht sich um sachliche Informationen. 

Und Katherine McAlpine vom CERN ist es gelungen, den LHC und die Physik dahinter in einer Rap-Version an Original-Schauplätzen mit “Original”-Physikern in einfacher und unterhaltsamer Weise zu erklären. Der dreiminütige Sprechgesang liefert eine verblüffende Menge von Details und einfachen Erklärungen, warum man nach der fehlenden Masse sucht und wie man sie hofft zu finden.


CERN Rap from Will Barras 

Beeindruckende Ansichten der neuen Anlagen bieten die Virtual Reality Panorama Aufnahmen von Peter McCready, die nicht nur die enormen Dimensionen der Geräte anschaulich machen, sondern auch die Geräuschkulisse während der Aufnahme eingefangen haben. Ansichten vom Bau des CMS Detektors zeigen den riesigen Zugangsschacht, Blick auf den ATLAS Detektor und viele weitere Bilder.
 

via New Scientest Short Sharp Science