Personalisierte Technologien werden in Zukunft immer stärker unseren Alltag dominieren. Vor allem in den Bereichen Medizin und Gesundheit sind individuelle Lösungen eine inhärente Anforderung. Schnelle vollautomatisierte 3D Druckverfahren sind der Schlüssel, um diese Zukunftsvision umzusetzen. Aus diesem Grund liegt ein Fokus dieses Labors auf der Entwicklung und Implementierung neuer Roboter-unterstützter Druckverfahren. Auf diese Weise können relativ große individualisierte Bauteile in Leichtbauweise produziert werden. Darüber hinaus können verschiedenste Materialien in einem Druckvorgang kombiniert oder auch elektronische Komponenten während des Druckens integriert werden.

Der enorme Vorteil von endlosfaserverstärkten Werkstoffen zeigt sich in dem rasanten Marktwachstum von Verbundbauteilen (z.B. Carbon- oder Glasfaserverbundwerkstoffe). Die Herstellung solcher Bauteile ist allerdings sehr zeit- und kostenintensiv. Ein großer Teil der Kosten könnte gespart werden, indem Fasern im Bauteil nur dort eingebaut werden, wo sie auch wirklich benötigt werden. Deshalb haben wir ein Verfahren entwickelt, mit dem eine genaue Platzierung von Endlosfasern entlang der Belastungsrichtungen ermöglicht wird. Dazu werden Faserstränge, die mit einer thermoplastischen Matrix imprägniert wurden, mit einem 6-Achs-Roboter in Form einer komplexen 3D Struktur hergestellt. Diese Faserkonstrukte können anschließend in einem herkömmlichen Spritzgussprozess eingesetzt werden, um ein Bauteil an den kritischen Bereichen zu verstärken und gleichzeitig die Vorteile des Spritzgussverfahrens nutzen zu können.

Neue Fertigungsverfahren verlangen notwendigerweise auch nach neuen Methoden zur fertigungsgerechten Bauteilauslegung und Umsetzung im computergestützten Herstellprozess. Deshalb entwickeln wir in enger Abstimmung mit der Verfahrensentwicklung ebenfalls neuartige Produktentwicklungsmethoden.

Diese bestehen einerseits aus theoretischen Herangehensweisen und Richtlinien und andererseits aus neuen Softwaretools, die ein automatisiertes Bauteildesign sowie auch eine automatisierte Fertigung ermöglichen

Die weltweit alternde Gesellschaft geht einher mit einem immer höher werdenden Bedarf an Bewegungsunterstützungssystemen und der Rehabilitation von Bewegungsstörungen. Als Ergänzung zu herkömmlichen Technologien und Therapiemethoden hält vermehrt auch die Robotik Einzug in die Medizin und die Biomechanik.

Im Locomotion Lab analysieren wir mit einem Motion Capture System menschliche Bewegungen und entwickeln aktiven Prothesen, Orthesen und Exoskelette, die unsere Fortbewegung unterstützen oder gar erst ermöglichen.

Auch neuartige Rehabilitationssysteme, wie die robotische Hippotherapie, also die Nachahmung des Pferdereitens mit einem Roboter für die Behandlung von beispielsweise Schlaganfällen, werden hier erforscht.

Wir haben unsere Umgebung nach unseren Fähigkeiten gestaltet. Ein humanoider Roboter ist der menschlichen Gestalt nachempfunden, er imitiert also den unseren Bewegungsapparat. Dies erlaubt eine bessere Integration in den menschlichen Lebensraum und erhöht die Flexibilität, wo herkömmliche Roboter bei Türen oder Treppen an ihre Grenzen stoßen.

Wir analysieren natürliche Bewegungsabläufe, erforschen die zweibeinige Fortbewegung und die Interaktion von Mensch und Maschine und entwickeln neuartige Regelungsmechanismen.

Mobile Robotik ist heutzutage allgegenwärtig, die Einsatzgebiete reichen vom Rasenmähen oder Staubsaugen bis hin zu autonomen Fahrzeugen. Unsere Forschung umfasst Themen wie die dynamische Modellierung von nicht-holonomen Systemen wie einem Segway, optimale Kinematik von redundanten Systemen, autonome Navigation oder die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in Industrieumgebungen. Wir entwickeln und erforschen fahrerlose Transportsysteme für die Logistik, mobile Hindernisse für Testszenarien in der Automobilindustrie oder die autonome Steuerung von Drohnen.