{"id":12391,"date":"2023-08-17T15:13:29","date_gmt":"2023-08-17T15:13:29","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/beruehrungsempfindliche-roboter-metamorphose-koennte-zu-besseren-synthetischen-organen-fuehren\/"},"modified":"2023-08-17T15:15:32","modified_gmt":"2023-08-17T15:15:32","slug":"beruehrungsempfindliche-roboter-metamorphose-koennte-zu-besseren-synthetischen-organen-fuehren","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/beruehrungsempfindliche-roboter-metamorphose-koennte-zu-besseren-synthetischen-organen-fuehren\/","title":{"rendered":"Ber\u00fchrungsempfindliche Roboter-Metamorphose k\u00f6nnte zu besseren synthetischen Organen f\u00fchren"},"content":{"rendered":"\n<p>Ein Roboter, der die Geometrie seiner glatten Oberfl\u00e4che schnell und pr\u00e4zise ver\u00e4ndert, um (1) mit Gegenst\u00e4nden und Fl\u00fcssigkeiten zu interagieren, (2) auf menschliche Ber\u00fchrungen zu reagieren und (3) Buchstaben und Zahlen anzuzeigen \u2013 eine Maschine wie aus einem Science-Fiction-Film. Doch tats\u00e4chlich ist diese technische Errungenschaft real.<\/p>\n\n\n\n<p>Forscher des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Intelligente Systeme haben zusammen mit der University of Colorado Boulder ein Display f\u00fcr Hochleistungsanwendungen entwickelt, das in Zukunft in Fabrikhallen, klinischen Laboren oder sogar zu Hause eingesetzt werden k\u00f6nnte: Bildschirme mit formver\u00e4nderlichen Oberfl\u00e4chen sind eine Klasse von Roboterger\u00e4ten, die Oberfl\u00e4chengeometrien als Reaktion auf eine Bet\u00e4tigung erzeugen. Dabei l\u00e4sst sich die Formver\u00e4nderung durch verschiedene Methoden herbeif\u00fchren. Die bestehenden Ans\u00e4tze haben in der Regel jedoch Nachteile, die die Anwendungen einschr\u00e4nken. Dazu geh\u00f6ren die Diskontinuit\u00e4t sowie die hohen Temperaturen der Bet\u00e4tigungsoberfl\u00e4che. Auch schr\u00e4nkt die Ungenauigkeit der m\u00f6glichen Oberfl\u00e4chengeometrien die Interaktion ein. Ein weiterer Nachteil ist, dass gro\u00dfe externe Ger\u00e4te wie Magnetplatten, Nachf\u00fchrsysteme oder Pumpen notwendig sind.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Wissenschaftler beschreiben die Neuheit als ein \u201eiPad mit einer Oberfl\u00e4che, die sich verwandeln und verformen kann\u201c. Au\u00dferdem verspricht der Ansatz, diese Einschr\u00e4nkungen durch die Integration von Hochgeschwindigkeits-Robotersensoren und -aktuatoren mit nat\u00fcrlicher mechanischer Nachgiebigkeit zu \u00fcberwinden.<\/p>\n\n\n\n<p>In einer Studie, die am 31. Juli in <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-023-39842-2\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Nature Communications<\/a> ver\u00f6ffentlicht wurde, haben Ingenieure einen Bildschirm entwickelt, der seine Oberfl\u00e4che ver\u00e4ndern kann \u2013 seine Gr\u00f6\u00dfe entspricht einem Spieltisch. Das Ger\u00e4t besteht aus einem 10-mal-10-gro\u00dfen Gitter mit weichen Roboter-\u201eMuskeln\u201c, die \u00e4u\u00dferen Druck wahrnehmen und so dazu f\u00e4hig sind, Muster zu erzeugen. Dar\u00fcber hinaus kann der Bildschirm den Tastsinn reproduzieren.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Shape-shifting display for 3D designs\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/osM1R1PnR2U?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Die Innovation basiert auf einer Klasse weicher Roboter, die von einem Team unter der Leitung von Christoph Keplinger entwickelt wurde \u2013 Keplinger ist ehemaliger Assistenzprofessor f\u00fcr Maschinenbau an der CU Boulder und jetzt Direktor des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Intelligente Systeme. Die Bezeichnung f\u00fcr diese Art von Robotern lautet: hydraulisch verst\u00e4rkte selbstkorrigierende elektrostatische Aktoren (HASEL). Der Display-Prototyp ist noch nicht marktreif. Die Forscher sagen jedoch voraus, dass \u00e4hnliche Technologien in Zukunft zu verschiedenen Neuentwicklungen f\u00fchren k\u00f6nnten. Dazu geh\u00f6ren sensorische Handschuhe, virtuelle Spiele im Unterhaltungssektor oder ein intelligentes F\u00f6rderband, das beispielsweise \u00c4pfel von Bananen trennt.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eWir k\u00f6nnen uns vorstellen, diese Sensor- und Antriebszellen in jeder beliebigen Form und Kombination zu organisieren. Den M\u00f6glichkeiten dieser Technologie sind keine Grenzen gesetzt\u201c, erkl\u00e4rt Mantas Naris, leitender Mitautor des Artikels und Doktorand an der Fakult\u00e4t f\u00fcr Maschinenbau.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-der-ursprung-der-arbeit\">Der Ursprung der Arbeit<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Projekt entstand auf der Suche nach einer anderen Art von Technologie: synthetische Organe. Denn k\u00fcnstliche Organe stellen bei der Entwicklung medizinischer Ger\u00e4te oder robotergest\u00fctzter chirurgischer Instrumente eine Unterst\u00fctzung dar \u2013 und das zu wesentlich geringeren Kosten als bei der Verwendung von echtem Tiergewebe, wie Mark Rentschler erkl\u00e4rt. Er ist ebenfalls Mitautor der Studie und Professor f\u00fcr Maschinenbau sowie biomedizinische Technik.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei der Entwicklung dieser Technologie kam das Team auf die Idee eines Tischdisplays, das etwa die Gr\u00f6\u00dfe eines Schachbretts hat und sich aus kleinen, in einem Raster angeordneten Quadraten zusammensetzt. Jedes der 100 Quadrate ist ein HASEL-Aktuator, hergestellt aus Plastikt\u00fcten, die in ihrer Form winzigen Ziehharmonikas gleichen. Wenn ein elektrischer Strom durch sie flie\u00dft, bewegt sich die Fl\u00fcssigkeit in den Beuteln, wodurch sich das Akkordeon ausdehnt und springt. Zudem haben die Aktoren auch weichmagnetische Sensoren, die Ber\u00fchrungen erkennen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Andere Forschergruppen haben \u00e4hnliche Smartboards entwickelt, die glatter, schneller und kleiner sind. Jeder der \u201eRobotermuskeln\u201c kann sich bis zu 3.000 Mal pro Minute bewegen.<\/p>\n\n\n\n<p>Nun konzentrieren sich die Entwickler darauf, die Anzahl der Aktoren zu verringern und die Bildschirmaufl\u00f6sung zu erh\u00f6hen. Nebenbei arbeiten sie daran, das Display von innen nach au\u00dfen zu drehen. Ziel dabei ist, einen Handschuh zu entwerfen, mit dem man die Fingerspitzen anstupsen und so Objekte in Virtual-Reality-Umgebungen \u201eerf\u00fchlen\u201c kann.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eShape-Shifting-Displays sind nicht gerade neu, aber dieses System ist besonders, weil es kleiner, schneller sowie leiser ist und reibungslos funktioniert. Die Anforderungen an die Verarbeitung und den Energieverbrauch sind gering. Dar\u00fcber hinaus handelt es sich um eine kontinuierliche Oberfl\u00e4che und nicht um diskrete Punkte. Das erm\u00f6glicht uns innovative Fortschritte\u201c, so Rentschler auf der Website <a href=\"https:\/\/spectrum.ieee.org\/haptic-touch-3d-display\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">IEEE Spectrum<\/a>. Der Forscher hofft, das System in Zukunft noch kompakter zu gestalten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein Roboter, der die Geometrie seiner glatten Oberfl\u00e4che schnell und pr\u00e4zise ver\u00e4ndert, um (1) mit Gegenst\u00e4nden und Fl\u00fcssigkeiten zu interagieren, (2) auf menschliche Ber\u00fchrungen zu reagieren und (3) Buchstaben und Zahlen anzuzeigen \u2013 eine Maschine wie aus einem Science-Fiction-Film. Doch tats\u00e4chlich ist diese technische Errungenschaft real. 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