LumbRescueUs

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LumbRescueUs

• Die peristaltische Lokomotion von
• Lumbricus terrestris
• als Vorbild für eine technische
• Applikation
• Gruppe 5 / Laufen

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Gliederung

• Das biologische Vorbild
• Lumbricus terrestris
• Vorhandene technische Umsetzungen
• CRIM in Pisa
• Chirurgische Sonde der TU Ilmenau
• Lawinenrettung als Anwendungsbereich
• Technische Umsetzung
• Ausblick und Auswertung

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Biologisches Vorbild
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Anatomie von Lumbricus terrestris

• Segmentierter Aufbau
• Homonome Metamerie
• Hydroskelett dient als Widerlager der Muskulatur

(Grafiken verändert nach Breidenbach, 2002)
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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 als
  Funktionseinheit

(Grafiken verändert nach Breidenbach, 2002)
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Lokomotion des Regenwurms

• Fortbewegung durch peristaltisches Kriechen
• Grundlage ist die Segmentverformung
• Reibung und Körperborsten als Widerlager

(verändert nach Quillin, 1999)
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Vorhandene technische Umsetzungen
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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., 2006)
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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., 2004)
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Lawinenrettung
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Bestehende Rettungssysteme

• Das Lawinenverschüttetensuchgerät (LVS)

Der Lawinenball
Snow Pulse
Der Avalanche - Airbag
Die AvaLung
(verändert nach http//www.besportier.com)
http//www.bergzeit.de
http//www.lawinenball.at
(Paal et al., 2006)
http//www.mountainmagic.com
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Allgemeine Informationen
(verändert nach Brugger et al., 2007)
(verändert nach Paal et al., 2006)
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Optimierung durch Rettungswurm

• Automatisiertes Rettungssystem
• Punktsondierung / -ortung entfällt
• Erhöhter Komfort durch Platzeinsparung
• Möglicher Preisvorteil

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Technische Umsetzung
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Grundaufbau

• Sechs Lokomotionssegmente mit integrierten
  Borsten
• Jeweils ein Kopf- und Mittelsegment für
  Sensorik und Steuerung

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Umsetzung von Borsten Motorik

• Vier Borsten pro Segment
• Linearmotor dient der Segmentstreckung und
  -stauchung

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Der Borstenaufbau
Borste
zylindriger Aufbau
schaufelartiger Aufbau
Borstenhalterung
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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
• lt 0,1 KMnO4 dient der Färbung
• Borsten aus Kunststoff

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Anbringung Funktion des Systems

• Drucksensoren lösen den Rettungswurm aus
• Anschließende Bewegung Richtung Oberfläche
• Markierung durch gefärbte Segmentflüssigkeit

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Nächste Schritte

• Linearmotor (Segment/Borsten)
• Lichtsensorik
• Lagesensorik
• Mögliches Heizelement

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• Ausblick

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• Auswertung

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Projektverlauf

• Erweiterung der Thematik
• Thematische Verlagerung auf Theorie
• Schaffung von Grundlagen

• Zeitmanagement / Arbeitsverteilung
• Kommunikation / Datenaustausch
• Konfliktlösung

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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. 476-483
• 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.
  99-106
• Menciassi, A. et al. (2006) Development of a
  biomimetic miniature robotic crawler, In
  Autonomous Robots 21 (2) pp. 155-163
• Paal, P. et al. (2006) Der Lawinennotfall Eine
  aktuelle Übersicht, In Der Anaesthesist 55 (3),
  pp. 314-324
• 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.661-674