{"id":53590,"date":"2024-02-09T00:01:01","date_gmt":"2024-02-08T23:01:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=53590"},"modified":"2024-02-07T18:19:58","modified_gmt":"2024-02-07T17:19:58","slug":"3d-gedruckte-logikmodule-der-uni-freiburg-090220241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedruckte-logikmodule-der-uni-freiburg-090220241\/","title":{"rendered":"Roboter ohne elektrische Steuerung: Uni Freiburg entwickelt Logikmodule f\u00fcr Softroboter"},"content":{"rendered":"

Es ist kaum vorstellbar, dass Roboter ohne eine elektrische Steuerung funktionieren k\u00f6nnen. Doch genau dies ist nun einem Forschungsteam der Universit\u00e4t Freiburg gelungen. Sie haben mit Hilfe des 3D-Druckes<\/a> einen weichen Roboter entwickelt, welcher durch einen integrierten Schaltkreis per Luftdruck gesteuert wird, der die f\u00fcr gew\u00f6hnlich elektrische Steuerung imitiert und ersetzt. In diesen sogenannten Softrobotern<\/a> wird gro\u00dfes Potential gesehen, Aufgaben in Gebieten ausf\u00fchren zu k\u00f6nnen, die herk\u00f6mmliche mit Elektronik<\/a> ausgestattete Roboter, nicht betreten k\u00f6nnen. Hierzu z\u00e4hlen Bereiche, die schwer zug\u00e4nglich sind oder Strahlung und Chemikalien ausgesetzt sind, die zudem eine Gefahr f\u00fcr elektronisch ausgestattete Metallroboter darstellen.<\/p>\n

Bisher war die Entwicklung von Robotern, die ohne Elektronik funktionieren, mit einigen H\u00fcrdern verbunden. Dem Forschungsteam um Dr.\u00a0Stefan Conrad, Dr.\u00a0Falk Tauber,\u00a0Joscha Teichmann, und Prof. Dr.\u00a0Thomas Speck\u00a0vom Exzellenzcluster \u201eLiving, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (liv<\/em>MatS)“ ist nun jedoch der Durchbruch gelungen. Um eine Alternative zu der elektronischen Bewegungssteuerung von Robotern zu erhalten, hat das Team additiv gefertigte<\/a> pneumatische Logikmodule entwickelt. Diese erm\u00f6glichen eine logische Schaltung des Luftstroms und steuern auf diese Weise lediglich mit Luftdruck die Bewegungen des Softroboters, wodurch ihm die Navigation durch seine Umwelt erm\u00f6glicht wird. Die Entwicklung der Logikmodule erm\u00f6glicht damit erstmals die vollst\u00e4ndige Herstellung von 3D-gedruckten Softrobotern, die ganz ohne Elektronik funktionieren. Zur Herstellung wurde dabei Filament aus herk\u00f6mmlichem Material verwendet. Dr. Stefan Conrad vom Exzellenzcluster \u00e4u\u00dferte sich zu der Entwicklung mit den folgenden Worten:<\/p>\n

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Vom Forschungsteam entwickelter elektronischer Getr\u00e4nkespender (links) (Bild: Falk Tauber); Universit\u00e4t Freiburg (rechts) (Bild: Universit\u00e4t Freiburg)<\/p><\/div>\n

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Unser Design erm\u00f6glicht es allen, die Erfahrung im 3D-Druck haben, solche Logikmodule herzustellen und f\u00fcr die Steuerung eines Softroboters zu verwenden, ohne dass daf\u00fcr eine High-End-Druckausr\u00fcstung n\u00f6tig ist. Dies markiert einen bedeutenden Schritt hin zu v\u00f6llig elektronikfreien pneumatischen Steuerkreisen, die k\u00fcnftig immer komplexere elektrische Komponenten in Softrobotern ersetzen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n

Die 3D-gedruckten Logikmodule der Softroboter<\/h3>\n

Der mit 3D-Druck entwickelte Softroboter zeigt eine Anwendungsm\u00f6glichkeit der pneumatischen Logikmodule. Doch dar\u00fcber hinaus sei eine Vielfalt an Anwendungen<\/a> denkbar, so Dr. Falk Tauber vom Exzellenzcluster. Er f\u00fchrt fort, dass der Softroboter sogar die Last eines Autos aushalte, das \u00fcber ihn f\u00e4hrt, was die besondere Nachgiebigkeit der Logikmodule zeige. Zus\u00e4tzlich zu dem Roboter habe das Forschungsteam au\u00dferdem einen elektronischen Getr\u00e4nkespender entwickelt, der ein weiteres Beispiel f\u00fcr komplexere Steuerungen darstelle. Die vom Forschungsteam entwickelten Logikmodule sind in ihrem Verhalten \u00e4hnlich zu elektrischen Schaltungen. Innerhalb der Module verl\u00e4uft ein 3D-gedruckter Kanal, der von zwei unter Druck stehenden Kammern umgeben ist. Die beiden Kammern \u00fcben Druck auf den zwischen ihnen liegenden Kanal aus, sodass der Luftfluss darin unterbrochen werden kann.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Somit l\u00e4sst sich der Kanal wie ein Ventil \u00f6ffnen oder schlie\u00dfen. Die Module haben eine vergleichbare Funktionsweise wie elektrische Schaltungen, da sie ebenso im Stande sind, die booleschen logischen Funktionen \u201eUND\u201c, \u201eODER\u201c und \u201eNICHT\u201c auszuf\u00fchren. Somit l\u00e4sst sich steuern, in welche Bewegungselemente des flexiblen Roboters der Luftstrom bef\u00f6rdert werden soll. Je nachdem f\u00fcr welche Kammern man sich f\u00fcr die Luftdruck-Zufuhr entscheidet, f\u00fchrt das jeweilige Modul die entsprechende Funktion aus. Dar\u00fcber hinaus kann die H\u00f6he des den Modulen zugef\u00fchrten Druckes je nach Material<\/a> zwischen 80 und \u00fcber 750 Kilopascal hinaus variiert werden. Die Logikmodule zeichnen sich au\u00dferdem durch ihre besonders schnelle Reaktionszeit von etwa 100 Millisekunden verglichen mit anderen pneumatischen Systemen aus.<\/p>\n

F\u00fcr mehr Informationen gelangen Sie HIER<\/a> zur Pressemitteilung der Universit\u00e4t Freiburg. Was halten Sie von den 3D-gedruckten Logikmodulen der Universit\u00e4t Freiburg? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Bildnachweise: Lucia Brunold<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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