Development of artificial muscles as actors and sensors on the basis of dielectric elastomers

Third Party Funds Group - Sub project


Start date : 01.10.2012

End date : 31.10.2017

Extension date: 31.03.2018

Website: http://www.bionicum.de/forschung/projekte/muskeln/index.htm


Overall project details

Overall project

Bionicum Forschung

Project details

Short description

Within the framework of the research work of the Bayerische Bionikzentrum, the project requested for this project aims to develop and operate energy-saving actuators modeled on natural muscle tissue and used in kinematics with multiple degrees of freedom. The focus should be on the functional principle of Dielectric Elastomer Actuators (DEA) for the construction of individual muscle cells and their linking to artificial muscles. In order to achieve the goal of an energy-efficient and energy-storing as well as flexible and highly dynamic actuator system, methods for producing the muscle stacks, microcontroller circuits for actuating the actuators, measuring principles and methods for determining joint positions, and finally simulation and control models for these actuators and kinematics must be developed become. In the long term, the described research will form the basis for a new generation of robotic solutions with a broad application spectrum from intrinsically safe service robots to highly dynamic mobile kinematics to bionic prostheses. In addition, the technology to be developed opens up the possibility of reproducing the most diverse forms of movement and physiological processes of living beings through the use of complexly distributed microactuators. Thus, the transfer of principle mechanisms to technical problem solutions from a wide range of different life forms can be realized.


Scientific Abstract

Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, durch den Einsatz von dielektrischen Elastomeraktoren (DEA) als künstliche Muskeln die Basis für eine neue Generation robotischer Lösungen zu bieten, welche ein breites Anwendungsspektrum von eigensicheren Servicerobotern über hochdynamische mobile Kinematiken bis hin zu bionischen Prothesen abdecken. Dazu werden die Teilbereiche automatisierte Herstellung der Aktoren, Steuerungselektronik und Simulation näher betrachtet. Auf Basis des Aerosol-Jet-Drucks kann ein Verfahren qualifiziert werden, welches flächige und gestapelte dielektrische Elastomeraktoren und -sensoren additiv fertigt. Im Bereich der Leistungselektronik wird eine simultane Auswertung und Ansteuerung von DEA auf Basis einer zentralen Energiequelle entwickelt. Dies ermöglicht die Nutzung mehrerer DEA als selbstfühlende Aktoren. Ein elektromechanisch gekoppeltes Simulationsmodell erlaubt die Untersuchung und optimale Steuerung von Roboterkinematiken, die durch künstlichen Muskeln angetrieben werden.

Involved:

Contributing FAU Organisations:

Funding Source

Research Areas