Soft Robotics Simulation

Bachelor-/ Masterarbeit: Entwicklung und Implementierung eines Frameworks zur dynamischen Simulation weicher Körper

Obwohl Roboter auch heute noch vermehrt in Ihrem „natürlichen Umfeld“ – also der Handhabung und Montage schwerer Gerätschaften – vorkommen, ist der Wunsch groß, die Roboter näher an den Menschen heran zu führen. Durch Leichtbauroboter, aktive Sensorik und adaptive Regelungskonzepte ist dies heutzutage schon möglich, aber das Gesamtpotential bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Diese immer engere Verzahnung und Kooperation von Mensch und Roboter führt schließlich zu Ideen der „Soft Robotic“, wobei sich „soft“ nicht ausschließlich auf das Material sondern zum Beispiel auch auf die Regelung, Sensorik und die Interaktion bezieht.

FESTO Flummi

Als erster Schritt soll in dieser Arbeit der Grundstein gelegt werden, um interaktiv verschiedene „weiche“ Roboter (in diversen Anwendungsszenarien) zu simulieren und um zu den Fragestellungen der Materialauswahl, der Regelungskonzepte, Kognitiver Wahrnehmung, Sensorik, Steuerung, usw. neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Aufbauend auf einem Starrkörper-basierten Simulationssystem soll die Möglichkeit geschaffen werden, sowohl deformierbare Körper und auch multi-materielle Zusammensetzungen dieser Körper in die Simulation zu integrieren. Hierzu wird die Recherche und Analyse verschiedener Konzepte zur Simulation deformierbarer Strukturen und abschließend auch die Implementierung (C++ und Qt), Nutzung und Dokumentation, nötig sein. Im Folgenden soll dies genutzt werden, um insbesondere im Bereich von „Soft Robotics“ Potentiale dieses Forschungszweiges aufzuzeigen.

Am Institut für Mensch-Maschine-Interaktion steht ein VR-System zur Verfügung, das die Simulation in Echtzeit auf einer 3D-VR-Wand realitätsnah darstellen kann und Benutzereingaben von einem Joystick einliest, die zur direkten Kontrolle und Steuerung des implementierten Frameworks genutzt werden können.

Stichworte: soft robots, deformable objects, Modellierung, Simulation

Betreuer: Cichon

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