Simulation und optimale Steuerung der Dynamik von Mehrkörpersystemen in der Biomechanik und Robotik

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Sigrid Leyendecker
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 83985804

Bei der Untersuchung normaler bzw. beeinträchtigter Bewegungsabläufe des menschlichen Körpers ist Simulation von großer Bedeutung, um z.B. athletische Bewegungen oder das Design von orthopä-dischen Prothesen zu optimieren. Aber auch zur Steuerung von Robotern ist die durch Simulation gewonnene Kenntnis der aufzubringenden Kräfte und Momente unerlässlich. Die Genauigkeit einer approximativen Lösung hängt davon ab, wie gut die gewählte numerische Methode die qualitativen und strukturellen Charakteristika des Problems erfasst. Untersucht man den Energieaufwand einer bestimmten Bewegung, so ist unbedingt ein Verfahren erforderlich, das den Energieverlauf konsistent abbildet. Während die hier hervortretenden Vorteile mechanischer Integratoren für die dynamische Vorwärtssimulation bereits weithin anerkannt sind, finden diese jedoch im Bereich der Planung und optimalen Steuerung von Bewegungen bisher kaum Beachtung. Ziel dieses Projekts ist einerseits die Entwicklung und Untersuchung neuer effizienter und stabiler Verfahren zur dynamischen Optimierung von Bewegungsabläufen, die eine korrekte Abbildung der charakteristischen Eigenschaften des realen Prozesses garantieren. Zum anderen sollen diese sehr flexiblen Methoden in interdisziplinären Berei-chen – von der Robotik über die Betrachtung alltäglicher menschlicher Bewegungen bis hin zur Unter-suchung athletischer Höchstleistungen – Verwendung finden.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen