Unsere Forschungsbereiche
Die Weichheit softer Roboter führt zu einer intrinsischen Sicherheit, die den Einsatz in vielfältigen Bereichen der Mensch-Roboter-Interaktion ermöglicht. Oft genannte Anwendungsgebiete sind demnach beispielsweise die Medizintechnik (z.B. minimalinvasive Chirurgie), oder auch sogenannte Wearables (Exoskellete oder Kleidung mit unterstützender Funktion basierend auf Prinzipien der Soft Robotics). Letztere können beispielsweise in der Rehabilitation eingesetzt werden. Darüber hinaus sind softe Roboter dafür geeignet sich in unbekannten und dichten Umgebungen unter Herausfordernden Bedingungen zu bewegen. Im industriellen Umfeld ermöglicht die Anpassungsfähigkeit das Greifen unterschiedlichst geformter Objekte.
Das match befasst sich in der Grundlagenforschung mit der Modellierung soft robotischer Systeme. Darauf aufbauende Methoden wie Designoptimierung, Regelung und Bahnplanung spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Soft Robotics Systemen für zukünftige Anwendungen. Der ganzheitliche Blick in der Erforschung der Soft Robotics umfasst darüber hinaus auch die Gebiete der Sensorik und die Strukturentwicklung.
Darüber hinaus nutzt das match Forschungswissen, um konkrete Anwendungsmöglichkeiten für softe Roboter zu identifizieren und sie in realen Umgebungen einzusetzen. Dies geschieht momentan für Anwendungen der Medizintechnik als auch in einem Gemeinschaftprojekt mit dem GEOMAR, in dem ein soft robotisches System entwickelt wird, das in der Tiefsee zum Sammeln von Gesteinsproben eingesetzt wird.
Das match koordiniert seit 2019 das DFG Schwerpunktprogramm Soft Material Robotic Systems. Deutschlandweit wird hier die interdisziplinäre Forschung verschiendener Institute im Bereich der Soft Robotics gebündelt und so vorangetrieben.
Forschungsprojekte
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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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Tumorbiopsie und Ablation der Leber im MRT mithilfe von Soft RoboticsIn Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) forscht das match an einem soften Roboter zur Unterstützung bei minimalinvasiven Eingriffen unter Magnetresonanzbildgebung. Dieser soll das medizinische Personal in ihrem täglichen Arbeitsleben unterstützen. Softe Aktoren eignen sich aufgrund ihrer MRT-kompatiblen Materialien und der Aktuierung mittels Druckluft besonders gut für den Einsatz im MRT.Team:Jahr: 2022
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Untersuchung Schaltbarer steifigkeitsvariabler Mechanismen für die Soft RoboticsSoft Roboter zeichnen sich durch ihre Weichheit und damit einhergehende Vorteile wie Anpassungsfähigkeit und inhärente Sicherheit aus. In realen Anwendungsfällen braucht es darüber hinaus jedoch oft auch Präzision und das Aufnehmen von externen Kräften. Am match erforschen wir daher Möglichkeiten die Steifigkeit softer Roboter mittels verschiedener Mechanismen gezielt zu ändern.Team:Jahr: 2021Förderung: DFG
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Taktiler Fahrersitz für kommende Generationen automatisierter FahrzeugeIn Zusammenarbeit mit dem University College London forscht das match an einem haptischen Fahrersitz für teilautomatisierte Fahrzeuge. Dieser soll die fahrende Person über anstehende Kontrollübergaben vorbereiten und so das Situationsbewusstsein steigern. Softe Aktoren sollen dabei für eine besonders angenehme und intuive Kommunikation zwischen Fahrzeug und Mensch dienen.Team:Jahr: 2020Förderung: Engineering and Physical Sciences Research Council
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Soft Material Robotic SystemsSoft Material Robotic Systems sind flexible Roboter aus weichen Materialien wie Silikon oder Elastomeren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können sie sich an komplexe Umgebungen anpassen und nutzen pneumatische, hydraulische oder chemische Aktuatoren für Bewegungen. Sie finden Anwendung in Bereichen wie medizinischer Rehabilitation, Lebensmittelproduktion und Unterwasserforschung.Team:Jahr: 2019Förderung: DFG Schwerpunktprogramm
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Kohärente Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter – Die Soft Material Robotics Toolbox (SMaRT)Roboter aus weichen Materialien bieten eine hohe Flexibilität. Die Nachgiebigkeit des Materials führt zu einer hohen Anpassungsfähigkeit, die klassische Robotersysteme nicht bieten. Im Projekt SMaRT („Soft Material Robotics Toolbox“) forscht das match zusammen mit dem Institut für mechatronische Systeme (imes) und dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) an einer kohärenten Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter.Team:Jahr: 2019Förderung: DFG
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Origami-Inspired Soft Pneumatic Actuators for Soft RoboticsSoft Robots explore compliant materials and innovative design approaches to address intricate challenges across diverse fields. Typically fabricated from supple and resilient materials such as silicon, these robots can bend, adjust, and interact with their surroundings in ways that traditional robots cannot. Building on the inherent advantages of soft robots, this project aims to address a critical aspect of their design and functionality: the actuation components. This project specifically focuses on advancing the actuation components of soft robots, which are responsible for generating and controlling their movements. By developing soft pneumatic actuators inspired by origami patterns.Team:Jahr: 2019
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