Deutsche Forscher entwickeln mit intelligenten Elastomeren flexible Roboter

Deutsche Forscher entwickeln mit intelligenten Elastomeren flexible Roboter

Saar, Deutschland – Forscher der Universität des Saarlandes entwickeln eine neue Generation von Roboterwerkzeugen, die intelligente Elastomere für intelligente und flexible Bewegungen verwenden.

Die Arme des kollaborativen Roboters (Cobot) werden eine Kombination aus starken “Muskeln” und sensiblen “Nerven” aus intelligenten Polymermaterialien haben, so das Forschungsteam um die Professoren der Smart-Materials-Experten Stefan Seecke und Gianluca Rizzello.

„Unsere Technologie basiert auf intelligenten Polymersystemen und ermöglicht es uns, neue flexible Roboterwerkzeuge zu entwickeln, die leichter, handlicher und flexibler sind als die heute verwendeten starren Komponenten“, sagte Seecke in einer Erklärung vom 22. Juni.

Als Material für die flexiblen Roboterarme wird ein „dielektrisches Elastomer“ verwendet, ein bekanntes spezielles Verbundpolymer, das sich komprimieren und wieder in seine ursprüngliche Form zurückziehen lässt.

„Wir drucken Elektroden auf beide Seiten des Elastomermaterials. Wenn wir Spannung anlegen, ziehen sich die beiden Elektroden an, komprimieren das Polymer und lassen es sich seitlich ausdehnen“, erklärt Rizzello, Juniorprofessor für adaptive Polymersysteme.

Das Elastomer kann so wie Muskelgewebe dazu gebracht werden, sich zusammenzuziehen und zu entspannen.

Laut Rizzello nutzt das Forschungsteam diese Eigenschaft bei der Entwicklung von Aktoren.

Durch gezielte Variation des elektrischen Feldes können Ingenieure das Elastomer in hochfrequente Schwingungen oder stufenlose Biegebewegungen versetzen oder sogar in einer gewünschten Zwischenposition zum Stillstand bringen.

Viele dieser „kleinen Muskeln“ kombinieren die Forscher dann zu einem flexiblen Roboterarm, der Bewegungen erzeugt, die denen eines Oktopusarms nachempfunden sind.

Laut dem Forschungsteam können sich die Tentakel im Gegensatz zu den derzeit verwendeten schweren und starren Robotergliedern in “fast jede Richtung” frei bewegen.

Zudem werden sie „viel leichter“ sein als die heute verwendeten Roboterarme, da sie weder von Motoren noch von hydraulischen oder pneumatischen Systemen angetrieben werden und durch Anlegen von elektrischem Strom angetrieben werden können.

READ  Neue WhatsApp-Funktion kommt: Chats ändern sich so drastisch

Forscher nutzen künstliche Intelligenz, um polymerbasierte Komponenten zu steuern, wodurch der Roboterarm „wesentlich komplexer“ wird als seine heutigen Gegenstücke.

„Jede Verformung des Elastomers, jede Änderung seiner Geometrie verursacht eine Änderung der Kapazität des Materials, was es dem Team ermöglicht, jeder spezifischen Verformung des Elastomers einen genauen elektrischen Kapazitätswert zuzuordnen“, erklärte Rizzello.

Durch die Messung der Kapazität weiß das Team genau, welche Form das Elastomer angenommen hat und kann die Daten dann aus dem Sensor extrahieren.

Die Daten können dann verwendet werden, um die Bewegung des Elastomerarms genau zu modellieren und zu programmieren.

Rizzellos Forschung konzentriert sich insbesondere auf die Entwicklung intelligenter Algorithmen, die Tentakel trainieren können, sich auf die erforderliche Weise zu bewegen und zu reagieren.

Das Team erwartet, dass der Tentakel-Prototyp in etwa einem Jahr vollständig entwickelt sein wird.

Die Technologie wird nach Angaben der Universität des Saarlandes skalierbar sein und kann verwendet werden, um Miniaturtentakel für medizinische Instrumente oder große Roboterarme für industrielle Anwendungen herzustellen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.