Mechanik und Steuerung von Lokomotionssystemen mit bewegten inneren Massen und veränderlicher Konfiguration

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Lokomotions Systeme in Forschung und Technik werden gegenwärtig von starren bzw. hybriden Mehrkörpersystemen mit konstanter Massenverteilung in den Körpern dominiert. Eine Änderung der Relativlagen im System geschieht überwiegend durch Antriebe in den Koppelstellen. Dies gilt sowohl für den Bereich der pedalen („walking machines ) als auch der apedalen („worm-/snake-like robots ) Lokomotion. Mit dem beantragten Projekt wird das Ziel verfolgt, neue Fortbewegungsprinzipien, basierend auf der modellgestützten und experimentellen Untersuchung von Systemen mit steuerbarer, innerer Massenverteilung, die eine periodische Änderung der Normalkräfte und damit der Reibung zwischen System und Kontaktfläche bewirken. Dabei wird der Kontaktcharakter (ablösefreie Bewegung) und die -flächen selbst nicht verändert. Diese mobilen Roboter sollen fähig sein, sich ohne spezielle Fortbewegungselemente, wie Räder, Beine oder Ketten zu bewegen. Es werden mathematische Modelle für derartige Systeme entwickelt, effiziente Algorithmen zur Steuerung dieser Systeme erarbeitet und Prototypen mit neuartigen Antriebslösungen, basierend auf smart materials, aufgebaut.