Unsere Forschungsbereiche
Am match konzentriert sich die aktuelle Forschung in der Robotik auf die Entwicklung fortschrittlicher Technologien und Methoden, um Roboter noch effizienter, vielseitiger und anpassungsfähiger zu machen. Insgesamt trägt die aktuelle Forschung dazu bei, die Grenzen dieser Technologien zu erweitern und ihre Potenziale zur Lösung realer Probleme in verschiedenen Bereichen zu erschließen. Einige der wichtigsten Themengebiete im Bereich der mobilen Robotik und robotergestützten Prozesse am match umfassen:
- Mobile Robotik: Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Technologien zur präzisen Lokalisierung und Navigation von Robotern in dynamischen Umgebungen.
- Kooperative autonome Multi-Roboter-Systeme: Untersuchung der Koordination und Zusammenarbeit von mehreren mobilen Robotern, um komplexe Aufgaben gemeinsam zu bewältigen. Durch die Entwicklung von Algorithmen zur kooperativen Planung und Steuerung können Roboter als Team arbeiten, um ihre Effizienz und Leistungsfähigkeit zu steigern.
- Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen: Durch den Einsatz von maschinellem Lernen können Roboter komplexe Probleme lösen, Muster erkennen und sich an neue Situationen anpassen.
- Bahnplanung hochredundanter Roboterkinematiken: In diesem Schwerpunkt werden effiziente Bahnplanungsmethoden entwickelt, welche für hochredundante Roboterstrukturen ausgelegt sind. Die Vieldeutigkeit der inversen Kinematik verlangt intelligente Algorithmen, die eine übergangslose Bewegung eines Roboters ermöglichen.
- Roboterstruktursynthese: Außergewöhnliche Anwendungsgebiete verlangen spezialisierte Roboterkinematiken. Hierfür werden beispielsweise Roboterkinematiken mit Festkörpergelenken oder unteraktiuierte Roboterketten am match entwickelt.
- Anwendungen in neuen Bereichen: Die Forschung von robotergestützten Prozessen erkundet auch neue Anwendungsgebiete und Branchen, in denen Roboter eingesetzt werden können, wie z.B. in der Handhabung schmiedewarmer Bauteile oder in der Tiefsee. Durch die Entwicklung maßgeschneiderter Robotersysteme können neue Möglichkeiten zur Automatisierung und Effizienzsteigerung erschlossen werden.
Forschungsprojekte
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Digitale Planung und automatisierte Produktion von gebäudeintegrierter Photovoltaik (DIGI-PV)Das Ziel des Projektes DIGI-PV ist die Reduktion von Hemmnissen für einen großflächigen Einsatz der PV-Technologie zur Erschließung von deutlich mehr Fassadenflächen für die energetische Nutzung. Hierfür werden automatisierte Prozesse und Werkzeuge entwickelt, die Planende, Produzierende und Nutzende befähigen, effiziente und kostengünstige Prozesse umzusetzen und entlang mehrerer Phasen der Produktlebensdauer zu unterstützen.Team:Jahr: 2023Förderung: BMWK
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Aktive softrobotische Saugvorrichtung für den TiefseeeinsatzDas match forscht in einer Kollaboration mit dem GEOMAR (Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel) an der Entwicklung eines softrobotischen Systems, das in der Tiefsee zur Entnahme von Sedimentproben zum Einsatz kommt. Um den aktuell verwendeten, hydraulisch aktuierten, Manipulator aus Titan zu ersetzten, soll ein möglichst leichgewichtiges, kostengünstiges und druckneutrales Aktuierungssystem entwickelt werden.Team:Jahr: 2022Förderung: DFG
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Montagestation auf Basis eines magnetischen LevitationssystemsUm eine kosteneffiziente Fertigung optischer Komponenten bzw. integrierter optischer Systeme zu ermöglichen, verfolgt PhoenixD den Ansatz eine Produktionsmatrix auf Basis eines Levitations-Transportsystems umzusetzen. Ziel ist es, die Mover neben dem Transport zwischen den Fertigungsstationen ebenfalls als funktionale Einheit innerhalb der Stationen zu nutzen. Das match erforscht und entwickelt hierfür eine integrierte Montagestation.Team:Jahr: 2021Förderung: DFG (PhoenixD)
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TRR 277 Additive Manufacturing in ConstructionWährend die Produktivität in der Fertigungsindustrie in den meisten Bereichen einen linearen Zuwachs verweisen kann, stagniert dieser Wert im Bauwesen seit etwa 50 Jahren. Die Ursache liegt im hohen manuellen Aufwand zur Erzeugung komplexer Schalungselemente. Ziel des TRR 277 ist es, dies durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren zu vermeiden. Dabei wird ein übergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt.Team:Jahr: 2020Förderung: DFG
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Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored FormingDer SFB 1153 „Tailored Forming“ setzt sich zum Ziel, die Potentiale für hybride Massivbauteile auf Basis einer neuartigen Prozesskette zu erschließen und die dafür notwendigen fertigungstechnischen Verfahren zu entwickeln. Das match fokussiert sich dabei auf die Bereitstellung von Funktionsmodulen zur formvariablen und funktionsintegrierten Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C.Team:Jahr: 2019Förderung: DFG
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Autonome mobile RobotikAktuell erfordert die Montage großer Produkte und Anlagen den Einsatz komplexer und sperriger Montagegeräte, die nur an zentralen Produktionsstandorten installiert und betrieben werden können. Die Zukunftsvision ist der Einsatz eines Verbundes autonomer mobiler Roboter, die direkt am Zielort die Montage oder Fertigung übernehmen. Diese Lösung erfordert eine koordinierte Zusammenarbeit verschieden großer Roboter.Team:Jahr: 2018
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Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen UmgebungsbedingungenIm Rahmen des von der DFG geförderten Projektes „Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen“ werden am match in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT, Sulzbach/Saar) Ansätze zur Automatisierung der Handhabungsprozesse in Biobanken für die Kryokonservierung im Temperaturbereich unterhalb von -130°C erforscht.Team:Jahr: 2017Förderung: DFG
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Unteraktuierte HandhabungssystemeIm Bereich „Unteraktuierte mechatronische Systeme“ werden Montagesysteme erforscht, die weniger Stellantriebe als Bewegungsfreiheiten besitzen. Der grundlegende Gedanke ist, u.a. den konstruktiven Aufwand sowie die Kosten einer konventionellen vollständigen Aktuierung gleichwertiger Systeme zu umgehen. Zwei grundlegende Themen sind hierbei die strukturellen Anforderungen an die Unteraktuierung sowie die Regelung des typischerweise stark nichtlinearen Systemverhaltens.Team:Jahr: 2017
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Robotergestützte kooperative Handhabung und MontageDie Handhabung und Montage von nachgiebigen und großskaligen Bauteilen ist gerade mit Blick auf die Faserverbundwerkstoffproduktion ein wichtiger Schritt in der Prozesskette. Die Probleme, die beim Handhaben von flexiblen Bauteilen auftreten können, sind ihre Formveränderung, die zu einer undefinierten Ablageposition führen können. Des Weiteren ist oftmals ein Greifen mit herkömmlichen Greifern nicht möglich.Team:Jahr: 2015
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