Photomechanische Weichgreifer

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Stanislav N. Gorb; Professorin Dr. Anne Staubitz
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405032442

Wir entwickeln bioinspirierte Greifvorrichtungen aus weichen Materialien mit Elastizitätsmodulen im MPa-Bereich. Dazu verwenden wir neue photomechanische weiche Polymere oder Polymerkomposite, die durch die Verwendung von Licht bestimmter Wellenlängen ihre Form schnell auf eine vordefinierte, völlig berührungslose Weise verändern können. Da diese Materialien in der Ingenieurwissenschaft noch relativ unbekannt sind, können daraus neue Greifkonstruktionen entwickelt werden, die gänzlich anders funktionieren als etabliertere Konzepte. Bisher sind die Bewegungen solcher photomechanischer Polymerfilme oder Komposite in Bezug auf die erzeugten Kräfte, dynamische Biegegeschwindigkeiten und Formabhängigkeit der Biegung sehr wenig erforscht. Aus diesem Grund planen wir einen breiten experimentellen Ansatz, um grundlegende Einsichten über die Eigenschaften solcher Materialien und Systeme zu gewinnen. Die übergeordneten Ziele dieses Projekts sind daher (1) die strukturelle Untersuchung zweier Typen biologischer Greifsysteme; (2) Quantifizierung der erzeugten Kräfte und Biegekinematik; (3) Design von biologisch inspirierten Greifern und Prüfung ihrer kinematischen Leistung; (4) Design neuer photomechanischer Verbundsysteme (PMVS); (5) Implementierung von PMVS in die weichen Roboter. Darüber hinaus streben wir an, biologisch-basierte Konzepte zu entwickeln, um der Soft-Robotik-Community zu dienen, die sich in diesem SPP etabliert, sowie die neuen Materialien auch anderen Mitgliedern der Soft-Robotik-Community zur Verfügung zu stellen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2100: Soft Material Robotic Systems