Projektdaten

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SPP 2100: Soft Material Robotic Systems: Soft Tensegrity-Strukturen mit variabler Steifigkeit und Formänderungsfähigkeit

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Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung intrinsisch nachgiebiger Tensegrity-Strukturen auf der Basis von hochelastischen Materialien mit ausgeprägt variabler Steifigkeit und Formänderungsfähigkeit für die Anwendung im Bereich der Soft-Material-Robotersysteme. Die Betrachtung spezieller nachgiebiger Materialien mit einem energielos (passiv) anpassungsfähigen dynamischen Verhalten, angewandt an die Tensegrity-Strukturen, ist ein wesentlicher Teil der Untersuchungen. Die zentrale Hypothese ist dabei: intrinsisch nachgiebige Tensegrity-Strukturen unterscheiden sich erheblich von anderen nachgiebigen Systemen und zwar durch deren Vorspannungszustand und spezifische Morphologie. Aufgrund dieser beiden Eigenschaften sind diese Strukturen insbesondere für zukunftsweisende Anwendungen in der Soft-Material-Robofik prädestiniert. Die Anwendung spezieller intelligenter Materialien in derartigen Strukturen zur gleichzeitigen Erzeugung aktuatorischer und sensorischer Eigenschaften führt zu hohem Grad funktioneller Integration. Deshalb werden im Projekt die Erforschung und die Analyse derartigen Strukturen und die Herleitung grundlegender Prinzipien deren anpassungsfähigen Verhaltens betrachtet, wobei ein holistischer Ansatz basierend auf strukturellen, material- und fertigungsseitigen Aspekten verwendet wird. Mögliche Anwendungen dieser Strukturen sind anpassungsfähige Strukturen mit aktiv und passiv veränderbarer mechanischer Nachgiebigkeit! Aktuatoren und vollständig oder teilweise nachgiebige Strukturen mit vordefinierten Richtungen für anpassungsfähige Steifigkeitsänderungen. In der ersten Antragsperiode werden Grundlagenuntersuchungen zur Eignung nachgiebiger Tensegrity-Strukturen für diese Anwendungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Grundlagenforschung in diesem Projekt bilden die Grundlage für die Erforschung vom Potenzial, der Vorteile sowie der Grenzen nachgiebiger Tensegrity-Strukturen für die Anwendung in der Soft-Material-Robotik.