Projektbeschreibung
Modelle für die Entwicklung physikalischer Strukturen mit realistischen Bewegungsmustern
Dank der Fortschritte, die bei Technologien der additiven Fertigung erzielt wurden, lassen sich außergewöhnlich komplexe Konstruktionen erstellen, wobei eine ständig wachsende Materialauswahl zum Einsatz kommt. Daraus ergeben sich faszinierende Möglichkeiten. Allerdings ist dadurch auch das Gefälle zwischen dem, was gefertigt und dem, was konstruiert werden kann, immer größer geworden. Das EU-finanzierte Projekt 3DPBio will die Vorteile der enormen Konstruktionsmöglichkeiten, die durch die Technologien der additiven Fertigung geschaffen wurden, nutzen. Dazu soll eine Brücke zwischen der Computeranimation und der rechnergestützten Fertigung geschlagen werden. Zu diesem Zweck wird das Projektteam die rechnerischen und mathematischen Grundlagen für das algorithmische Design physikalischer Strukturen schaffen, die realistische Bewegungsmuster erzeugen können. Aus den Projektergebnissen werden sich neue Möglichkeiten für die algorithmische Erstellung digitaler Designs ergeben, die per Knopfdruck in mechanische Lebensformen verwandelt werden können.
Ziel
"Bridging the fields of Computer Animation and Computational Fabrication, this proposal will establish the foundations for algorithmic design of physical structures that can generate lifelike movements. Driven by embedded actuators, these types of structures will enable an abundance of possibilities for a wide array of real-world technologies: animatronic characters whose organic motions will enhance their ability to awe, entertain and educate; soft robotic creatures that are both skilled and safe to be around; patient-specific prosthetics and wearable devices that match the soft touch of the human body, etc. Recent advances in additive manufacturing (AM) technologies are particularly exciting in this context, as they allow us to create designs of unparalleled geometric complexity using a constantly expanding range of materials. And if past developments are an indication, within the next decade we will be able to fabricate physical structures that approach, at least at the macro scale, the functional sophistication of their biological counterparts. However, while this unprecedented capability enables fascinating opportunities, it also leads to an explosion in the dimensionality of the space that must be explored during the design process. As AM technologies keep evolving, the gap between ""what we can produce"" and ""what we can design"" is therefore rapidly growing.
To effectively leverage the extraordinary design possibilities enabled by AM, 3DPBio will develop the computational and mathematical foundations required to study a fundamental scientific question: how are physical deformations, mechanical movements and overall functional capabilities governed by geometric shape features, material compositions and the design of compliant actuation systems? By enabling computers to reason about this question, our work will establish new ways to algorithmically create digital designs that can be turned into mechanical lifeforms at the push of a button."
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencescomputer and information sciencesinternetinternet of things
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticssoft robotics
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineeringadditive manufacturing
- medical and health sciencesmedical biotechnologyimplants
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
8092 Zuerich
Schweiz