Verleihung des Linzer Wilhelm Macke Award 16 04

Verleihung des Linzer „Wilhelm - Macke - Award“ 16. 04. 2009 Gummi lässt die Muskeln spielen Christoph Keplinger und Martin Kaltenbrunner Abteilung für Physik der Weichen Materie

Terminator 3 – Rebellion der Maschinen Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Künstliche Intelligenz (ob diese Maschinen eine solche besitzen bleibt dahingestellt…) Konstruktionsmaterialien: Sensorik: Gewicht, Stabilität, Flexibilität, … Sehen, Hören, Tasten… Sind solche Roboter realisierbar? Und wenn man an Schwarzenegger denkt: Künstliche MUSKELN (Aktoren) Gewicht/Maximalkraft, Energiebedarf, … P. S. : Aktoren werden natürlich nicht nur bei Robotern eingesetzt. Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Von der Science Fiction in die Vergangenheit. . . Wie löst man das Problem, Maschinen bewegungsfähig zu machen? Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

…bis zur Gegenwart Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

…eine elegantere Lösung… Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

…aber eine noch bessere Lösung liegt schon seit über 100 Jahren in den Bibliotheken! Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Das Röntgen Experiment Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Coulombkraft Inkompressibilität (Volumen bleibt konstant) Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Aber warum will sich der Gummi nach Entladung wieder zusammenziehen? Ein anschauliches Modell für Gummi: Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Entropie… r Gummi hat das Bestreben, in den Zustand max. Entropie zurückzukehren Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Ein anschaulicher Vergleich… • Christoph Keplinger Zimmer dem Zufall überlassen Gummiband im Ausgangszustand • Arbeit ins Zimmer stecken (aufräumen) Gummimoleküle durch die elektrostatische Kraft strecken • Zimmer wieder dem Zufall überlassen Gummiband kehrt wie Zimmer wieder in Ausgangszustand zurück Martin Kaltenbrunner

Funktionsprinzip von Elastomer Aktoren mit dehnbaren Elektroden Gummi dehnbare Elektroden Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Funktionsprinzip von Elastomer Aktoren mit dehnbaren Elektroden z 0 Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Funktionsprinzip von Elastomer Aktoren mit dehnbaren Elektroden z Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Warum ist diese Methode so gut für Aktoren geeignet? • Elastomer Aktoren sind Kondensatoren variabler Kapazität Energieeffizienz • kostengünstige Ausgangsmaterialien • sehr hohe Energiedichte bei geringem Gewicht • Flexibilität und Elastizität der Materialen verleihen dem Aktor „Bewegungseleganz“ Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Warum sind solche Aktoren noch nicht im Einsatz? • komplizierter Zusammenhang zwischen angelegter Spannung und Deformationszustand des Elastomers • benötigte Spannungen sehr hoch (k. V-Bereich) • diese Spannungen können das Elastomer zerstören Verständnis der Eigenschaften der Elastomere muss verbessert werden, um geeignete Materialen zu entwickeln und Elastomer Aktoren zu optimieren Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Was uns bis jetzt gelungen ist… Elektrische Analyse und Steuerung Mathematische Modellierung Designparameter für Materialwissenschaftler und Industrie zur Optimierung der Elastomer Aktoren Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Die Formeln werden zum Leben erweckt… …eine einfache Anwendung: Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

…die Spaß macht! Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner

Danke… - team: …an meine Kollegen… …und für eure Aufmerksamkeit! Christoph Keplinger Martin Kaltenbrunner