Selbst-Choreographierendes Netzwerk

Mathias Maierhofer, Valentina Soana
ICD: Prof. A. Menges, M. Yablonina
ITKE: Prof. Dr. J. Knippers, S. Suzuki, A. Körner

Selbst-Choreographierendes Netzwerk: Hin zu cyberphysikalischen Entwurfs- und Arbeitsprozessen adaptiver und interaktiver biegeaktiver Systeme

Das Projekt zielt darauf ab, die gängige Unterteilung in (digitales) Entwerfen und (physikalische) Arbeitsprozesse adaptiver und interaktiver architektonischer Systeme zu hinterfragen.

Die Linearität dieser beiden Prozesse bedeutet vorbestimmtes Material- und kinetisches Verhalten, was die Funktionen auf die beschränkt, die vorhersagbar und sicher sind. Das ist besonders in Bezug auf verformbare und flexible Materialsysteme eine Einschränkung, die bedeutendes kinetisches und somit adaptives Potential aufweisen, deren Verhalten sich aber nur schwerlich in vollem Umfang vorhersagen lässt.

Diese Masterarbeit schlägt eine hybride Herangehensweise vor: einen interaktiven Entwurfs- und Arbeitsprozess in Echtzeit, der das (Material-)System zur Selbstständigkeit befähigt, seinen Designspielraum vollständig für adaptive Zwecke zu nutzen und zu erforschen. Der vorgestellte Ansatz basiert auf der Interaktion verfombaren Materials mit eingebetteten robotischen Aktuatoren an der Schnittstelle zwischen Digitalisierung und Physik. Dies wird in Form eines raumgroßen räumlichen Roboters veranschaulicht, was Netzwerke linearer, elastischer Komponenten beinhaltet, angereichert mit robotischen Verbindungen, die zur Messung und zweiachsiger Operation fähig sind.

Das System bietet sowohl eine physikalische Instanz, als auch einen digitalen Zwilling, der kontinuierlich physikalische Leistungen hinzufügt, basierend auf dem Simulations-Feedback aus den Daten der Sensoren in den robotischen Verbindungen. Mit diesem Aufbau kann, im Zusammenhang einer physikalisch eingesetzten Konstruktion, räumliche Anpassung und Umgestaltung in Echtzeit konzipiert werden auf der Grundlage eines ergebnisoffenen und cyberphysikalischen Zusammenspiels zwischen Numerik, RobotiK, Material und Mensch. 

ITECH M.Sc. Masterarbeit: Mathias Maierhofer, Valentina Soana
Betreuer/innen: Maria Yablonina, Seiichi Suzuki Erazo, Axel Körner
Prüfer: Prof. Achim Menges, Prof. Dr. Jan Knippers