MotorSkins: das Metamaterial, das das Leben der Menschen verändert: DesignWanted

Aug 07, 2023

Brenda Villafana

Kreativer Stratege. Leidenschaft für Design, Nachhaltigkeit und Reisen. Es macht mir Spaß, über aufstrebende Designer und Designprojekte aus der ganzen Welt zu recherchieren und zu schreiben.

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Durch die Integration weicher Robotik in Textilien,MotorSkins schließt die Lücke zwischen Wissenschaft und Design mit einem neuartigen Metamaterial, das auf Fluidkreisläufen und Materialanordnungen basiert. Ohne dass eine externe Batterie oder ein Motor erforderlich ist, bekämpfen MotorSkins-Textilien Muskelschwäche und -behinderung durch spezielle aktive Kleidungsstücke und revolutionieren die Mensch-Maschine-Interaktion durch Haptik und intuitivere Schnittstellen.

Die Forschung hinter diesem Metamaterial nutzt bioinspirierte Prinzipien, um unterstützende Technologien energieeffizienter zu machen, wobei die tragbaren Softroboter nur durch die eigene Bewegung des Benutzers angetrieben werden. Mit einer unendlichen Welt an Anwendungen reicht das wachsende Portfolio von MotorSkins von Sport über Medizin bis hin zu Heimanwendungen und darüber hinaus.

In diesem Interview mit DesignWanted erläuterte das MotorSkins-Team das Design hinter diesem Metamaterial, seinen Zweck und seine vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten sowie mögliche zukünftige Anwendungen und Kooperationen in der wissenschaftlichen und kommerziellen Welt.

Motorfelle:

„MotorSkins stellt textilbasierte tragbare Roboter für den Alltag her. Die Idee entstand im Rahmen des Exzellenzclusters Bild, Wissen, Gestaltung an der Humboldt-Universität zu Berlin mit Facundos Masterarbeit.

Ziel war es, ein neuartiges Hilfsmittel zu entwickeln, das auf der Forschung an biologischen Systemen am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung basiert und die Lücke zwischen Wissenschaft und Design schließt.

Die Innovation liegt darin, Schwerkraft und Fluidik als treibende Kräfte unseres Systems zu nutzen. Wir glauben, dass unsere Idee einfach, aber wirkungsvoll ist und die Art und Weise verändern kann, wie wir mit unterstützenden Technologien und Behinderungen umgehen. Darüber hinaus haben unsere Designprinzipien das Potenzial, sich auf verwandte Bereiche auszudehnen, wie z. B. erweiterte Kapazitäten, Hilfe für ältere Menschen und Rehabilitation.

Unser Team ist eine gute Mischung aus Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und benutzerzentriertem Design mit Fachkenntnissen in den Bereichen medizinische Geräte, Materialwissenschaften, physikalische Chemie und Geschäftsentwicklung. Das Ergebnis ist ein ganzheitlicher und neuartiger Ansatz für alltägliche Probleme.“

Motorfelle:

„Wir wollen eine integrativere Gesellschaft aufbauen, in der niemand zurückgelassen wird.

Schon lange träumen Menschen von Robotern. Entweder als hochfuturistische Maschinen direkt aus der Science-Fiction oder eher als tägliche Begleiter, die Ihnen das Leben erleichtern. Und obwohl Letzteres wie ein einfacheres und realisierbares Konzept erscheint, ist es eine Tatsache, dass wir der Verwirklichung dieses Konzepts noch nicht näher gekommen sind. Die größte Herausforderung ist das, was wir die Komplexitätslücke nennen.

Es gibt bereits hochentwickelte Maschinen wie Exoskelette, die Menschen in verschiedenen Aspekten ihres Lebens helfen können. Sie sind jedoch nach wie vor äußerst komplex und teuer und konzentrieren sich häufig auf eine bestimmte Aufgabe. Flexiblere, alltägliche Anwendungen würden eine drastische Steigerung der Rechenleistung und der Energiespeicherkapazitäten erfordern.

Hier kommt die Komplexitätslücke ins Spiel. Aufgrund der unerschwinglichen Preise und der hohen Komplexität der vorhandenen Lösungen und Anwendungsfälle greifen die meisten Menschen im Alltag auf sehr einfache Lösungen zurück. Insbesondere im Bereich der Orthetik und Hilfsmitteltechnik sind die einzigen bezahlbaren Produkte für den täglichen Gebrauch meist völlig passive Produkte wie Kompressionsstrümpfe, weiche Bandagen, Gehstöcke, Gehhilfen usw. Sie erfüllen ihren Zweck wunderbar, aber sie können nicht weit kommen.

Mit unseren reaktiven Textilien können wir diese Komplexitätslücke schließen. Indem wir uns auf das Material selbst, ein textilbasiertes Metamaterial, konzentrieren, können wir passiv-aktive Lösungen für das tägliche Leben schaffen, wie beispielsweise spezielle aktive Kleidungsstücke und textile haptische Schnittstellen.

Unsere Vision ist es, ein Labor für textilbasierte Soft-Robotik für den Alltag aufzubauen. Deshalb erwecken wir Textilien zum Leben.“

Motorfelle:

„Die reaktiven Textilien von MotorSkins benötigen keine eingebettete Elektronik. Das ist ein großer Vorteil, da E-Textilien selten mehr als 20 Waschzyklen überstehen. Sie enthalten wertvolle, nicht erneuerbare Ressourcen, die dann einfach weggeworfen oder als E in Entwicklungsländer exportiert werden.“ -Abfall. Im Gegensatz dazu sind wir vollständig waschbar und langlebiger, was auch den Abfall reduziert.

Unsere reaktiven Textilien sind außerdem energieeffizienter. Tatsächlich können wir bei der Anwendung auf aktive Kleidungsstücke etwa 10 % des Gewichts des Benutzers für die Funktion nutzen, was zu einem vollständig batterie- und motorfreien Produkt führt.“

Motorfelle:

„Facundos Masterarbeit, betreut von Dr.-Ing. Khashayar Razghandi, basierte auf Forschungen, die am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung durchgeführt wurden und sich mit der Bewegung und Struktur von Pflanzen befassten.

Dort untersuchten sie, wie sich einige Pflanzen (in diesem Fall Samenkapseln) bei Änderungen der Luftfeuchtigkeit öffnen konnten, ohne dass dafür Energie erforderlich wäre: Sie waren bereits abgestorben.

Die Wissenschaft sagte, die Bewegung rühre von der Art und Weise her, in der verschiedene Schichten innerhalb der mikroskopischen Struktur der Pflanze angeordnet seien. Da Fasern in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, schwellen sie durch die Feuchtigkeit entlang dieser unterschiedlichen Ausrichtungen an und erzeugen Biegungen und Verdrehungen. Dies ist das Schlüsselelement, das das makroskopische Verhalten der Pflanze bestimmt.

Die daraus resultierende Designfrage war, wie diese bioinspirierten Prinzipien genutzt werden können, um unterstützende Technologien energieeffizienter zu machen.

Heutzutage liegt Bioinspiration immer noch in unserer DNA. Unser Designprozess wird täglich von dem vielschichtigen und ganzheitlichen Ansatz inspiriert, den die Natur bei der Lösung komplexer Probleme verfolgt. Ebenso berücksichtigen wir nicht nur einen einzelnen Aspekt, sondern eine Reihe von Einschränkungen, die wir berücksichtigen müssen, um Lösungen auf Basis unserer Technologie zu schaffen.

Der Fokus von MotorSkins liegt auf Stoffen mit eingebetteter Fluidik, die Bewegungen ausführen können: Das sind unsere reaktiven Textilien. Ähnlich wie bei Pflanzen hängt die Bewegung dieser Gewebestrukturen nur von der Anordnung der verschiedenen Materialschichten und der Gestaltung der darin enthaltenen Flüssigkeitskreisläufe ab.

Es handelt sich um ein sogenanntes Metamaterial. Der zweite wichtige Punkt ist, dass wir dank einer cleveren Gestaltung des Flüssigkeitskreislaufs unsere reaktiven Textilien verwenden können, um tragbare weiche Roboter herzustellen, die nur durch den eigenen Gang des Benutzers angetrieben werden.

Wir gewinnen die Energie aus jedem Schritt, nutzen sie zur Ausführung von Bewegungen und geben sie dann wieder ab, wodurch der Kreislauf neu gestartet wird.

Motorfelle:

„MotorSkins hat das Potenzial, einer breiten Palette von Anwendern zu helfen, darunter in der Orthopädietechnik, der Fahrzeuginnenausstattung sowie der Gesundheits- und Wellnessbranche. Was wir haben, ist eine zum Patent angemeldete branchenübergreifende Plattform mit dem Potenzial, fast jede Branche zu erreichen.“ das Textilien verwendet.

Beispielsweise können unsere reaktiven Textilien in Orthesen integriert werden, um dynamische Mechanotherapie- und Kompressionsprodukte bereitzustellen, die die Gesundheit und das Wohlbefinden des Benutzers verbessern können. Unsere Technologie kann auch den Komfort und die Unterstützung verbessern, die den Benutzern im Sitzen geboten werden.

In der Automobilindustrie können unsere pneumatischen Textilschnittstellen das Benutzererlebnis verbessern, indem sie eine übersichtlichere und intuitivere Benutzeroberfläche mit weniger Ablenkungen bieten und so die Sicherheit im Straßenverkehr erhöhen.

Wir sind ein B2B-Unternehmen und arbeiten eng mit internationalen Konzernen und KMUs zusammen, um unsere Technologie in ihre Produkte zu integrieren, neue Anwendungen zu erstellen und ihnen die Lizenzierung unseres geistigen Eigentums und Know-hows zu ermöglichen. Dies ermöglicht es den Unternehmen, in ihrem Bereich an der Spitze zu bleiben und ihren Produkten eine Funktionsebene hinzuzufügen, die auf ihre Bedürfnisse und die ihrer Kunden zugeschnitten ist.

Je nach Fall können wir auch die aktive Komponente auf Basis unserer reaktiven Textilien liefern, da MotorSkins zum aktiven Herzstück des neuen Produkts wird.“

Motorfelle:

„Derzeit unterhalten wir mehrere laufende Partnerschaften mit verschiedenen Unternehmen auf europäischer und weltweiter Ebene. ITL Studio sowie ComSensus sind großartige Beispiele für europäische Kooperationen, die wir aufgebaut haben, um neue Ideen zum Leben zu erwecken und unsere Technologie voranzutreiben.“

Langfristig wollen wir ein neues Maß an Kontrolle und Funktionalität in das Material integrieren, was zu insgesamt besseren Funktionen für den Endbenutzer führt.

Wir sind derzeit auch Teil der neuesten Kohorte von PlugandPlay Japan und sind auf der Suche nach weiteren Kooperationen, um unsere Technologie in neue Produkte in den Bereichen Medizin, Wohlbefinden und Interaktion einzubringen.

Unsere letzte Veranstaltung war der EBAN Impact Summit in Barcelona (16.-17. Februar 2023), wo wir unsere intelligente Kühlweste vorstellten, die für das Astronautentraining entwickelt wurde und im Kontext des Klimawandels für den täglichen Gebrauch eingesetzt werden kann.“

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