Aktive softrobotische Saugvorrichtung für den Tiefseeeinsatz

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Tom Kwasnitschka; Professorin Dr.-Ing. Annika Raatz
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498342743

Die Tiefsee ist nicht zuletzt wegen ihrer extremen Bedingungen noch weitestgehend unerforscht, erfährt aber durch die dort vorkommenden natürlichen Ressourcen und die Bedeutung für das Weltklima ein stetig steigendes Interesse. Für die Robotik bietet die Tiefsee damit gleichzeitig schwierigste Einsatzbedingungen in einem vielversprechenden Anwendungsgebiet. Eine der Hauptaufgaben von zur Forschung eingesetzten Tauchrobotern (ROV, Remotely Operated Vehicles) ist die Probennahme von Flora, Fauna und Gestein. Diese erfolgt zurzeit noch durch starre hydraulischen Manipulatoren, aus industrieller Produktion. Suction Sampler stellen besonders zur Probenahme eine Verbesserung dar. Hierbei wird analog zum Staubsaugerkonzept ein flexibler Schlauch vom Roboterarm zum Einsatzort geführt. Die starren Manipulatoren sind dabei weder besonders präzise und agil, noch sind sie für diese Aufgabe energieeffizient. Das vorliegende Projekt soll daher den bisher passiven Suction Sampler zu einem aktiven System machen und damit unabhängig von weiterer Aktorik. Hierfür werden mehrere soft hydraulische Aktoren aus Silikon miteinander kombiniert, um einen möglichst großen Arbeitsraum abzudecken. Der softe Roboter wird mit Meerwasser aktuiert und vom Einsatzschiff teleoperativ gesteuert. Das Projekt deckt zudem die gesamte benötigte Peripherie ab und stattet das ROV mit einer Pumpe, dem Probennahmemechanismus, Aktuierungseinheit und einem angepassten ROV-Trägersystem aus. Ziel des Projekts ist damit ein vollständig einsetzbares System zur Probennahme in der Tiefsee, basierend auf einem soften Roboter. Hierfür ergänzen sich die am match bestehende und in der ersten Phase des SPP2100 vertiefte Expertise auf dem Gebiet der Soft Robotik mit dem praktischen Wissen um Betriebsanforderungen, Entwicklungsprozesse und Rahmenbedingungen der Meerestechnik am GEOMAR.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2100: Soft Material Robotic Systems