Die peristaltische Lokomotion von als Vorbild für eine technische

Präsentation zum Thema: "Die peristaltische Lokomotion von als Vorbild für eine technische"—  Präsentation transkript:

1 Die peristaltische Lokomotion von als Vorbild für eine technische
LumbRescueUs Die peristaltische Lokomotion von Lumbricus terrestris als Vorbild für eine technische Applikation Gruppe 5 / Laufen Projektmanagement, Modul 3.5 b, Dozentin: Prof. Dr. Antonia B. Kesel

2 LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems
Gliederung Das biologische Vorbild Lumbricus terrestris Vorhandene technische Umsetzungen CRIM in Pisa Chirurgische Sonde der TU Ilmenau Lawinenrettung als Anwendungsbereich Technische Umsetzung Ausblick LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

3 Biologisches Vorbild

4 Anatomie von Lumbricus terrestris
Segmentierter Aufbau Homonome Metamerie Hydroskelett dient als Widerlager der Muskulatur (Grafiken verändert nach Breidenbach, 2002) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

5 Bau und Funktion der Borsten
Borstenbildung im Follikelfundus Borstenbewegung durch Muskulatur Follikelhals als Austrittsstelle der Borste Vier Borstenpaare pro Segment Vier Borstentypen Körperborsten, Ring- und Längsmuskulatur bilden Funktionseinheit (Grafiken verändert nach Breidenbach, 2002) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

6 Lokomotion des Regenwurms
Fortbewegung durch peristaltisches Kriechen Grundlage ist die Segmentverformung Reibung und Körperborsten als Widerlager (verändert nach Quillin, 1999) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

7 Vorhandene technische Umsetzungen

8 Miniature robotic crawler – CRIM
Segmentverformung von L. terrestris als Grundlage Muskulatur in Form einer SMA-Einheit umgesetzt Widerhaken zur Reibungserzeugung (Grafiken verändert nach Menciassi et al., 2007) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

9 LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems
PADeMIS – TU Ilmenau Peristaltische Lokomotion als Grundlage Kochsalzlösung für Hydroskelett Sonde für die Minimal- Invasive Wirbelsäulenchirurgie (verändert nach Meier et al., 2003) (nach Dietrich et al., 2007) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

10 Lawinenrettung

11 Bestehende Rettungssysteme
Der Avalanche - Airbag Das Lawinenverschüttetensuchgerät (LVS) Der Lawinenball Snow Pulse Die AvaLung LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

12 Allgemeine Informationen
91 % bei 18 Min. 34 % bei 35 Min. 7 % bei 130 Min. (verändert nach Brugger et al., 2007) LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

13 Optimierung durch Rettungswurm
Automatisiertes Rettungssystem Punktsondierung / -ortung entfällt Erhöhter Komfort durch Platzeinsparung Möglicher Preisvorteil LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

14 Technische Umsetzung

15 LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems
Grundaufbau Sechs Lokomotionssegmente mit integrierten Borsten Jeweils ein Kopf- und Mittelsegment für Sensorik und Steuerung LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

16 Umsetzung von Borsten & Motorik
Vier Borsten pro Segment Linearmotor dient der Segmentstreckung und -stauchung LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

17 LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems
Material Außenmaterial aus TPE-E (Thermoplastisches Polyester-Elastomer) Sehr gute Kälte-, Witterungs- und Lösungsmittelbeständig Gute Elastizität Hydraulikflüssigkeit als Widerlager der Lokomotion 5,4 molare NaCl Lösung für niedrigen Gefrierpunkt < 0,1 % KMnO4 dient der Färbung Borsten aus Kunststoff LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

18 Anbringung & Funktion des Systems
Drucksensoren lösen den Rettungswurm aus Anschließende Bewegung Richtung Oberfläche Markierung durch gefärbte Segmentflüssigkeit LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

19 LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems
Weiterentwicklungen Linearmotor (Segment/Borsten) Lichtsensorik Lagesensorik Mögliches Heizelement LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems

20 Ausblick

21 Literaturverzeichnis
Breidenbach, J. (2002): Normalanatomie und – histologie des Lumbriciden Lumbricus terrestris L. (Annelida, Oligochaeta), Dissertation Uni Münster Brugger, H. et al. (2007): The impact of avalanche rescue devices on survival, In: Resuscitation 75 (3), pp Dietrich, J. et al. (2004): Development of a peristaltically actuated device for the minimal invasive surgery with a haptic sensor array, In: Micro- and Nanostructures of Biological Systems, Shaker-Verlag, Halle Meier, P. et al. (2003): Uniaxial and equi-biaxial tension tests of silicone elastomer, In: Busfield, Muhr (Eds.), Constitutive Models for Rubber III, Swets & Zeitlinger, Lisse, pp Menciassi, A. et al. (2006): Development of a biomimetic miniature robotic crawler, In: Autonomous Robots 21 (2): pp Quillin, K. J. (1999): Kinematic Scaling of locomotion by hydrostatic animals: Ontogeny of peristaltic crawling by the earthworm Lumbricus terrestris, In: The Journal of Experimental Biology 202, pp LumbRescueUs – Der Regenwurm als Vorbild eines Rettungssystems