Mit den Modulen ist es zum ersten Mal möglich, flexible und elektronikfreie Softroboter vollständig im 3D-Drucker mit Filament aus konventionellem Druckmaterial herzustellen. | (Bild: Lucia Brunold)
Wie funktioniert die neue Technologie in der Softrobotik?
Softroboter stehen vor der Herausforderung, ohne elektronische Bauteile betrieben zu werden. Die Universität Freiburg hat eine Lösung gefunden: pneumatische Logikmodule. Diese Module steuern die Bewegungen der Softroboter durch Luftdruck, was eine flexible und elektronikfreie Steuerung ermöglicht. Diese Innovation erlaubt es, Softroboter vollständig im 3D-Drucker zu produzieren.
So sind die Module aufgebaut
- Die Module bestehen aus zwei Kammern, die unter Druck stehen. Zwischen diesen Kammern verläuft ein 3D-gedruckter Kanal.
- Indem die Kammern auf den Kanal drücken, können sie den Luftfluss darin unterbinden und diesen so wie ein Ventil regulieren.
- Durch das gezielte Öffnen und Schließen des Ventils können die Module ähnlich wie elektrische Schaltungen die booleschen, logischen Funktionen „UND“, „ODER“ und „NICHT“ ausführen und gezielt Luftstrom in die Bewegungselemente des Softroboters lenken.
Welche Funktion das einzelne Modul ausführt, wird dadurch festgelegt, in welche Kammern Luftdruck gegeben wird. Je nach gewähltem Material können die Module mit einem Druck zwischen 80 und mehr als 750 Kilopascal betrieben werden. Dabei haben sie eine im Vergleich zu anderen pneumatischen Systemen schnelle Reaktionszeit von etwa 100 Millisekunden.
Welche Vorteile bieten pneumatische Logikmodule?
Die von der Universität Freiburg entwickelten Module können boolesche Operationen ausführen und Luftströme gezielt in Bewegungselemente lenken. Diese Funktionsweise ermöglicht eine präzise Steuerung von Softrobotern. Die Module sind zudem robust und können unter verschiedensten Druckbedingungen betrieben werden. Ihre schnelle Reaktionszeit und Flexibilität eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie.
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Welche Anwendungsbereiche ergeben sich durch diese Entwicklung?
Die pneumatischen Logikmodule der Universität Freiburg bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Zum Beispiel wurde ein flexibler, 3D-gedruckter robotischer Läufer entwickelt, der durch einen integrierten Schaltkreis per Luftdruck gesteuert wird. Dieser Roboter demonstriert die Nachgiebigkeit und Belastbarkeit der Module. Darüber hinaus ermöglichen diese Module den Bau von komplexeren Systemen wie einem elektronikfreien Getränkespender.
