Modellierung und Entwicklung eines kletterfähigen Soft Robot

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Kristin de Payrebrune
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Mechanik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258667817

Ziel des Forschungsvorhabens ist es durch mathematische Methoden sogenannte Soft Robots effizient zu beschreiben und deren Potential am Beispiel eines kletterfähigen Prototypen zu erproben. Soft Robots gehören zu einer spezielle Art der Roboter ohne skelettartiger Stützstruktur, die aus weichen und sehr verformbaren Materialien bestehen. Durch ihre weiche Struktur lassen sich flexible Bewegungsabläufe und spezielle Eigenschaften realisieren, die in möglichen Anwendungsgebieten der Lebensrettung und Erkundung, der medizinischen Versorgung und der menschlichen Interaktion große Vorteile bieten. Für die Auslegung und Beschreibung solcher weicher Strukturen sind neue Modelle notwendig, die es bis jetzt nur eingeschränkt gibt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen Kontinuums- und Materialmodelle für Elastomere entwickelt, angepasst und auf Prototypen von Soft Robots angewendet werden. Dabei liegt das Hauptaugenmerk in einer effizienten Beschreibung, die für ein Modell zur Abbildung des Deformations- und Bewegungsverhaltens des Roboters sowie zur Kontaktmodellierung und Steuerung der Aktuatoren angewendet wird.Daneben werden zwei Prototypen eines kletterfähigen Soft Robots aufgebaut. Der eine wird sich über magnetisierbare Metallimplantate in den Füßen an metallischen Oberflächen halten können. Der andere soll mittels adhäsiver Kontaktflächen an den Füßen an diversen Oberflächen haften. Speziell die Steuerung der Deformation der Roboterstruktur und die Aktivierung der Elektromagnete, bzw. der adhäsiven Roboterfüße stellen hier große Herausforderungen dar. Mit der Arbeit an der mathematischen Beschreibung weicher Strukturen durch kontinuumsmechanische Methoden trägt dieses Forschungsvorhaben zur Entwicklung dieser speziellen Roboter bei und zeigt Möglichkeiten ihres Einsatzes auf praktische Weise auf.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Oliver M. O' Reilly