Elastische Mechanismen zur Stabilisierung von Laufbewegungen - Ganzkörpermodelle

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Dieses Forschungsvorhaben ist Bestandteil des Paketantrags „Natur und Technik intelligenten Laufens“ und beschäftigt sich theoretisch und simulativ mit dem Einfluss elastischer und dissipativer Elemente auf das technische zweibeinige Gehen. Durch die Zusammenarbeit mit dem Lauflabor aus Jena, Gruppe von Dr. Andre Seyfarth, sollen neue Erkenntnisse aus der Biologie und Biomechanik für die Technik erschlossen werden. Außerdem sind aus den Arbeiten an komplexeren, technischen Modellen auch weitergehende Erkenntnisse für die Biologie der menschlichen Lokomotion zu erwarten.Die Frage des Einflusses elastischer Elemente auf das zweibeinige Gehen und Rennen wird seit langem diskutiert und erforscht. Die potentiellen Vorteile liegen auf der Hand: Die Fortbewegung wird als Grenzzyklus eines nichtlinearen dynamischen Systems realisiert, dessen aktive Stabilisierung vereinfacht wird und dessen Energieverbrauch reduziert ist. Andererseits bedingen große Elastizitäten und Dämpfungen erhebliche Schwierigkeiten bei der technischen Realisierung eines sich frei im Raum fortbewegenden humanoiden Roboters. Die Probleme sind zum einen auf die schwierige konstruktive Umsetzung und zum anderen auf ungeklärte Fragen zur Dynamik, zur Regelung und Abstimmung der Parameter eines solchen Systems zurückzuführen. Im zweiten Antragszeitraum sollen Fragen zur konstruktiven Umsetzung nicht behandelt, sondern prinzipielle Fragen zur Dynamik, Stabilität, Regelung und Abstimmung der Parameter theoretisch und simulativ betrachtet werden. Gleichwohl sollen die Ergebnisse hinsichtlich ihrer technischen Realisierbarkeit bewertet werden, um so wichtige Aussagen zu möglichen Konzepten zukünftiger Laufroboter treffen zu können.