Dr. Armin Jamali

Projekt

Demonstratoren für weiche, autonome Maschinen – softrobotische, energiesparende Greifersysteme mit sensorischen Fähigkeiten auf Basis von livMatS-Materialien
Im Soft-Robotic-Demonstrator-Projekt entwickle ich Designs und Prototypen eines Soft Robots, der mit Sensoren ausgestattet ist und mit nur geringem Energieaufwand Gegenstände greifen und sich auf Oberflächen fortbewegen kann.
Mein Ziel ist es, künstliche steuerbare Saugnäpfe, die von natürlichen Strukturen wie den Saugnäpfen von Oktopussen inspiriert sind, aus elektroaktiven Polymeren herzustellen und am weichen Arm des Roboters zu befestigen. Die größte Herausforderung dieses Projekts besteht darin, die Komplexität des natürlichen Vorbilds zu verstehen und dann die Mechanismen mit simpleren Methoden und einer geringeren Anzahl von Aktuatoren zu nachzuahmen.

Ergebnisse des Projekts

Im Rahmen des livMatS-Soft-Robotik-Demonstrators habe ich ein energiesparendes, weiches Roboter-Greifsystem mit integrierten Sensorikfunktionen entwickelt. Inspiriert von Kraken-Saugnäpfen nutzte das System künstliche Saugmodule auf der Basis dielektrischer Elastomeraktoren (DEAs) und war an einem nachgiebigen, sehnengetriebenen weichen Arm montiert. Ziel war es, die komplexe Saug- und Greiffunktion, wie sie in der Natur vorkommt, mit einfachen, robusten Komponenten nachzubilden. Das Projekt führte zu mehreren wichtigen Ergebnissen:

• Ich habe weiche Saugnäpfe auf DEA-Basis entwickelt und hergestellt, die über intrinsische Sensorfunktionen verfügen und ein adaptives Greifen ermöglichen.
• In enger Zusammenarbeit mit Dr. Comella und Herrn Lehmann entwickelte ich dehnbare Leiterplatten mit variabler Steifigkeit (S-PCBs) auf weichen Silikonsubstraten, die die Integration von Elektronik in weiche Robotersysteme ermöglichen.
• Ich implementierte mehrfach gestapelte DEA-Finger mit einer Backbone-Strategie, die kontrolliertes Biegen und Greifen von Objekten ermöglicht.
• In Zusammenarbeit mit Dr. Würfel und Herrn Jiang trug ich zur Entwicklung energieautarker DEA-Sauger bei, die durch organische Hochspannungs-Photovoltaikmodule betrieben werden. Meine Rolle umfasste die elektromechanische Modellierung und Charakterisierung der Leistung des Saugnapfes unter solarbetriebenen Bedingungen, um die Integration nachhaltiger Energielösungen in weiche Robotersysteme zu unterstützen.

Diese Ergebnisse trugen zur Entwicklung von bioinspirierten, energieeffizienten Soft-Robotern bei, die in der Lage sind, autonom zu operieren und adaptiv mit ihrer Umgebung zu interagieren.

Erstbetreuer

Prof. Dr. Peter Woias

Publikationen in livMatS

• Organic photovoltaic mini-module providing more than 5000 V for energy autonomy of dielectric elastomer actuators*
  Jiang, E., Jamali, A., List, M., Mishra, D., Sheikholeslami, S., Goldschmidtboeing, F., Woias, P., Baretzky, C., Fischer, O., Zimmermann, B., Glunz, S., Würfel, U. (2025): Organic photovoltaic mini-module providing more than 5000 V for energy autonomy of dielectric elastomer actuators. Nat Commun 16, 2048. https://doi.org/10.1038/s41467-025-57226-6
• Stretchable printed circuit boards using a silicone substrate of variable stiffness and conventional PCB fabrication methods*
  Jamali, A., Lehmann, C., Aditya, R. T., Goldschmidtboeing, F., Woias, P. & Comella, L. M. (2024). Stretchable printed circuit boards using a silicone substrate of variable stiffness and conventional PCB fabrication methods. Flex. Print. Electron., 9, 045005. doi: 10.1088/2058-8585/ad8242
• Soft octopus-inspired suction cups using dielectric elastomer actuators with sensing capabilities*
  Jamali, A., A., Mishra, D. B., Goldschmidtboeing, F., & Woias, P. (2024). Soft octopus-inspired suction cups using dielectric elastomer actuators with sensing capabilities. Bioinspiration & Biomimetics, 19(3), 036009. doi: 10.1088/1748-3190/ad3266
• Exploiting Stiff PDMS Islands to Enhance Stretchable Printed Circuit Boards*
  Lehmann, C., Jamali, A., Prakash, K. S., Agbozo, S. W., & Comella, L. M. (2024). Exploiting Stiff PDMS Islands to Enhance Stretchable Printed Circuit Boards. 2024 IEEE International Conference on Flexible and Printable Sensors and Systems (FLEPS), 1–4. doi: 10.1109/FLEPS61194.2024.10603583
• Over 1000 V DC Voltage from Organic Solar Mini-Modules*
  Jiang, E., List, M., Jamali, A., Würfel, U. (2024): Over 1000 V DC Voltage from Organic Solar Mini-Modules (2024). ACS Energy Letters 2024, 9, 908-910. doi: 10.1021/acsenergylett.3c02770
• Soft Electroactive Suction Cup with Dielectric Elastomer Actuators for Soft Robotics*
  Jamali, A., Mishra, D. B., Sriperumbuduri, P., Knoerlein, R., Goldschmidtboeing, F., & Woias, P. (2023). Soft Electroactive Suction Cup with Dielectric Elastomer Actuators for Soft Robotics. In F. Meder, A. Hunt, L. Margheri, A. Mura, & B. Mazzolai (Eds.), Biomimetic and Biohybrid Systems (pp. 173–183). doi: 10.1007/978-3-031-38857-6_14
• A mini organic solar module with an open-circuit voltage higher than 1100 V under indoor light*
  Jiang, E., Jamali A., List, M., & Würfel, U. (2023). A mini organic solar module with an open-circuit voltage higher than 1100 V under indoor light. Materials for Sustainable Development Conference (MATSUS). doi: 10.29363/nanoge.matsus.2023.218
• Development of a scalable soft finger gripper for soft robots*
  Jamali A., Knoerlein, R., Goldschmidtboeing, F., & Woias, P. (2022). Development of a scalable soft finger gripper for soft robots. 2022 Solid-State, Actuators, and Microsystems Workshop Technical Digest 352–355. doi: 10.31438/trf.hh2022.88
• Development and Characterization of a Soft Bending Actuator*
  Jamali, A., Knoerlein, R., Goldschmidtboeing, F., & Woias, P. (2022). Development and Characterization of a Soft Bending Actuator. In A. Hunt, V. Vouloutsi, K. Moses, R. Quinn, A. Mura, T. Prescott, & P. F. M. J. Verschure (Eds.), Biomimetic and Biohybrid Systems (pp. 152–156), Springer International Publishing. doi: 10.1007/978-3-031-20470-8_16