Ein optimaler Handgriff passt sich der Anthropometrie des Nutzers sowie dem temporären Bedienszenario an. Diese Adaptivität gewährleistet nicht nur eine komfortable Nutzung durch eine geringe Flächenpressung sowie eine ideale Kraftübertragung, sondern beugt auch Fehlstellungen vor und verhindert somit medizinische Schädigungen. Die Forschung im Bereich von optimalen Griffoberflächen strebt eine anthropomorphe Gegenform an. Diese stellt das Pendant zu körpereigenen Formen dar und stellt auf diese Weise eine Maximierung der Kontaktfläche bei gleichzeitiger Minimierung der Flächenpressung sicher. Die Vorteile gegenüber nicht angepassten Handgriffen sind eine gute Kraftübertragung bei geringer Druckstellenbildung. Je nach Bedienszenario ändert sich die Handhaltung, wodurch auch bei unveränderter Anthropometrie eine Anpassung der Griffkontaktfläche für eine minimale Flächenpressung erfolgen muss. Bei einem nicht (form-)adaptiven Griff resultieren aus verschiedenen Nutzern und Bedienszenarien unerwünschte Zwangshaltungen, weswegen eine optimale Form nur durch eine Anpassungsfähigkeit von Aufbau, Form und Oberfläche gewährleistet werden kann. Dieses Maß an Adaptivität bilden derzeit verfügbare Handgriffe nicht ab.
Zur Entwicklung eines kontinuierlich anpassbaren Griffs fehlt es einerseits an einer Beschreibung der zu variierenden (Gestalt-)Parameter sowie einer technischen Lösung, um die Adaptivität durch ein Zusammenspiel aus Sensorik und Aktorik abzubilden. Die additive Fertigung erweitert, bedingt durch das Funktionsprinzip des schichtweisen Materialauftrags die konstruktiven Freiheiten der etablierten konventionellen werkzeugbasierten oder abtragenden Fertigungsverfahren und bietet somit großes Potenzial zur Integration sensorischer und aktorischer Funktionen zur Realisierung von Formänderungen im Sinne einer Adaptivität.
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erforschung und Realisierung eines adaptiven Handgriffs durch die Nutzung von AM-spezifischen Wirkprinzipien. Der Lösungsansatz wird durch ein enges Zusammenspiel zwischen den Fachdisziplinen Ergonomie bzw. Technisches Design und der Konstruktionstechnik (siehe Abbildung) ermöglicht. Die Durchführung von empirischen Probandenstudien bildet hierbei die Grundlage für die Festlegung der optimalen Gestaltparameter für einen adaptiven Handgriff. Hieraus ergeben sich Anforderungen und Bewertungskriterien an die Auswahl von Wirkprinzipien, die hinsichtlich der Eignung für eine technische Umsetzung erforscht werden sollen. Die Grenzen der Adaptivität und der ergonomische Nutzen werden wiederum anhand von Demonstratoren in Probandenstudien evaluiert. Hierdurch kann zudem eine Abschätzung des Potenzials von AM-Wirkprinzipien zur Realisierung adaptiver Mechanismen erfolgen. Durch die enge Verzahnung zwischen den beiden Forschungseinrichtungen IKTD und IK kann ein detailliertes Verständnis für die relevanten Einflussfaktoren auf die Anthropometrie und bedienszenariospezifische Griffergonomie aufgebaut werden, sodass eine iterative Anpassung der Griffgestaltung grundlegend erforscht werden kann. Die Zusammenarbeit der beiden Antragsteller im Kontext adaptiver Produkte wurde bereits am Beispiel Automobil demonstriert.
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Das Projekt läuft in Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. Thomas Maier vom Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart.