EPI

Hintergrund

Mechanische Unterstützungssysteme für den Menschen werden die Gesellschaft im demographischen Wandel revolutionieren. Neben dem technischen System selbst steht zunehmend auch die Ergonomie und Benutzbarkeit für den Anwender im Fokus der Entwicklung. Der Einsatz solcher assistierender Unterstützungssysteme sollte die funktionellen Aspekte mit der Mobilität und der Anpassungs- und Reaktionsfähigkeit verbinden.

Lernen von der Natur

Bionische Systeme nutzen die Ergebnisse der biologischen Evolution und bilden die optimierten Wirkprinzipien der Natur in technische Systeme ab. Die Idee der Bionik ist es, ein biologisches Vorbild zu finden, das in der betrachteten Funktion dem technischen Problem ähnelt. Gelingt es, diese Funktion in die Technik zu übertragen und auf die Anwendung ohne Verlust zu skalieren, kann ein für den Nutzer besser angepasstes Unterstützungssystem entstehen als bei einer herkömmlichen Produktentwicklung.

Projektinhalt und -ziele

Im vorliegenden Projekt soll anhand der Methode Bionik der Mechanismus des Heuschrecken­sprunges untersucht und das zugrundeliegende Wirkprinzip entschlüsselt werden. Diese Ergebnisse werden in die Technik übertragen und auf ein Unterstützungssystem in Form eines Exoskelettes für den menschlichen Gehapparat angepasst. Ziel ist es, den Katapultstart der Heuschreckenhinterbeine strukturell und funktional zu entschlüsseln und ihn so über die Zeit zu strecken, dass der energiegeladene Sprung in eine energieärmere Bewegung für Exoskelette übertragen werden kann. Dabei ist es wichtig, die Energieübertragung so menschenähnlich zu gestalten, dass der Bewegungsradius nicht eingeschränkt, das Nutzererlebnis groß, die Ergonomie hoch und letztendlich die Sicherheit für den Träger gegeben ist.

Ergebnisse

Ist der Heuschreckensprung entschlüsselt, wird ein mechanisches Ersatzmodell erstellt, digital konstruiert sowie simuliert und im 3D-Druck hergestellt. Parallel dazu werden die dynamischen Modelle der Sensorik und geeignete Regelungskonzepte entworfen und auf die Steuerungs-Hardware des Unterstützungssystems übertragen. Feldtests beim Anwendungspartner und Analysen zur Arbeitssicherheit runden das Projekt ab.