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Projekt
KI-gestütztes Design-Assistenzsystem für Soft Robots - Integration von Bewegung und Steuerung in den Designprozess
Antragstellerin
Professorin Dr.-Ing. Kristin de Payrebrune
Fachliche Zuordnung
Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
Mechanik
Mechanik
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501861263
Im Rahmen dieses Projekts soll das bereits etablierte Designassistenzsystem für pneumatische Soft Robots weiterentwickelt und verbessert werden. In der ersten Förderperiode wurde erfolgreich ein Designassistenzsystem entwickelt, das die Optimierung solcher Aktuatoren mit beliebig verteilten Luftkammern ermöglicht. In der zweiten Phase liegt der Fokus auf der Erweiterung der Vielseitigkeit des Designassistenzsystems, um es für komplexere und realistischere Designanforderungen anwendbar zu machen. Hierbei sollen vor allem Herausforderungen in den Bereichen Interaktion mit der Umwelt, Materialmodellierung und Bewegungsplanung gemeistert werden. Das übergeordnete Ziel ist es, das Designassistenzsystem so zu erweitern, dass es auch Aufgaben erfüllen kann, bei denen Roboter mit ihrer Umgebung interagieren müssen. Dazu gehört beispielsweise die Berührung von Objekten oder das Gleiten entlang von Oberflächen. Darüber hinaus sollen Unsicherheiten in Abmessungen und Systemparametern, wie auch nichtlineares Materialverhalten der Silikone berücksichtigt werden. Auch die lokal gezielte Anpassung von Materialeigenschaften oder Geometrien der Luftkammern soll zukünftig durch das Designassistenzsystem abgebildet werden, wodurch der Designraum erheblich erweitert werden kann. Diese lokalen Anpassungen lassen sich durch neue additive Fertigungsverfahren, wie dem Fused Filament Fabrication Prozess, umsetzten. Neben der Geometrie ist ein weiterer wichtiger Punkt die Optimierung der Bewegungsplanung und die Steuerung der Luftzufuhr. Hierdurch sollen die Aktuatoren Verwendung in echten Anwendungen entscheidend ist. Diese Erweiterungen des Designassistenzsystems ermöglichen es, sowohl einzelne Aktuatoren als auch komplette Roboter-Systeme, die aus mehreren Aktuatoren bestehen, hinsichtlich ihrer Design- und Steuereigenschaften zu optimieren. Um diese Ziele zu erreichen, wird das System durch zusätzliche Optimierungsschleifen ergänzt. So wird beispielsweise ein neuer Ansatz für die Bahnplanung entwickelt, der die Bewegungsbahnen der Aktuatoren unter Berücksichtigung der Luftzufuhr optimiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Roboter effizient und präzise arbeiten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
