Forschungsübersicht
Hin zu Robotern mit lebensechteren Bewegungsfähigkeiten
Dynamische Körpermodelle, die aktive weiche Materialien und Multiskalen-Fertigungsmethoden integrieren — als neuartige Instrumente für Biologinnen und Biologen zum Studium der Fortbewegung von Tieren.
Tiere bewegen sich durch komplexe Umgebungen mit einer Robustheit, die für Roboter nach wie vor schwer zu erreichen ist. Sie klettern, schwimmen, landen, erholen sich von Aufprällen und nutzen Kontakt — mit Körpern, die nachgiebig, sensorreich und mechanisch intelligent sind. Unsere Gruppe entwickelt Robotersysteme, die diese biologischen Prinzipien in ingenieurtechnische Bewegungsfähigkeiten übersetzen.
Die Arbeit verbindet aktive weiche Materialien, eingebettete Sensorik, Multiskalen-Fertigung und Regelung, um dynamische Roboter-Körpermodelle zu schaffen. Diese Roboter sind gleichzeitig wissenschaftliche Instrumente zur Erforschung der Lokomotion und Engineering-Plattformen für die Entwicklung neuer Bewegungsstrategien. Indem wir in kontrollierten Roboterexperimenten Körpersteifigkeit, Schwanzfunktion, Sensorrückkopplung und Kontaktmechanik variieren, können wir testen, wie Morphologie und Regelung zusammenwirken, um robuste Lokomotion hervorzubringen.
Aktuelle Forschungsrichtungen umfassen weiche Roboter-Schwimmer mit einstellbarer Körpersteifigkeit, beinige Roboter, die Hindernisse und instabiles Gelände bewältigen, Schwanzroboter, die Gliedmaßen für Balance und Erholung nutzen, sowie physikalische Modelle, die zeigen, wie Tiere Aufprälle und Kontaktübergänge ausnutzen. Diese Systeme helfen, Prinzipien für künftige Roboter zu identifizieren, die sich sicher und effektiv in unstrukturierten Umgebungen bewegen.
Das übergeordnete Ziel ist eine neue Generation von Robotern, deren Körper aktiv zu Sensorik, Regelung, Stabilität und Anpassung beitragen. Solche Roboter können zudem den Bedarf an invasiven biologischen Versuchen verringern, indem sie als animierte physikalische Modelle zur Überprüfung von Hypothesen über tierische Bewegung dienen.