Das Automation, Robotics and Mechatronics (ARM) Lab (http://mechatronics.eng.buffalo.edu) ist ein Forschungslabor der Abteilung Mechanical & Aerospace Engineering in der School of Engineering & Applied Sciences an der State University of New York (SUNY) in Buffalo. Dieses Labor, dessen Mitarbeiter mathematische Kompetenz in experimentelle Resultate umzusetzen wissen, entwickelt die nächste Generation intelligenter mechatronischer Systeme. Das Tätigkeitsfeld beinhaltet Projekte zur chirurgischen Simulation haptischer Geräte, Simulationen des Bewegungsapparates zur Verbesserung der Interaktion von Mensch und Maschine, sowie Untersuchungen zum kooperativen Lastentransport von Roboter-Kollektiven und zu frei beweglichen Robotern auf Rädern. Einige ihrer Forschungsprojekte resultierten direkt in der Entwicklung kommerziell verfügbarer Geräte, die von Einrichtungen auf der ganzen Welt zu Ausbildungs- und Forschungszwecken eingesetzt werden.

Maple T.A.TM 7  jetzt verfügbar

Der ursprüngliche Entwurf war Teil eines Forschungsprojekts zur Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Robotern, durchgeführt an der Universität von Waterloo (UW). Dabei wurde Maple(TM) zur Entwicklung zentraler Elemente dieses Projekts eingesetzt. Nach Fertigstellung des DeltaBots, einem delta-förmigen Roboter, dessen Bewegungsabläufe durch Seile gelenkt werden, bekam Dr. Khajepour überraschend viele Anfragen aus dem industriellen Sektor zu diesem Projekt. Aufgrund dieser kommerziellen Nachfrage gründete Dr. Khajepour AEMK Systems (www.AEMKSystems.com ).

Seit einigen Jahren gibt es eine stark wachsende Nachfrage nach Fahrzeugen mit hybrid-elektrischem oder reinem Elektroantrieb. Die Entwicklung solcher Fahrzeuge ist eine wesentlich komplexere Aufgabe als der Entwurf herkömmlicher Fahrzeuge, weil es den Einsatz verschiedener Ingenieursdisziplinen für ein System erfordert. Gleichzeitig zwingt der Konkurrenzdruck die Hersteller dazu, neue Modelle in immer kürzerer Zeit auf den Markt zu bringen. Die Industrie bedient sich mathematisch basierter physikalischer Modellierungstechniken, die es Entwicklern und Konstrukteuren erlauben, auf präzise Art und Weise die das System bestimmenden Komponenten und die entsprechenden physikalischen Randbedingungen zu beschreiben. Mit diesen Modellgleichungen lassen sich dann neue Entwürfe sehr schnell testen und weiter verfeinern, ohne die Notwendigkeit, echte Prototypen zu bauen.

Modelle mit diskreten Ereignissen können in MapleSim 4.5 über einhundert mal schneller berechnet werden. Die aktuelle Version bietet erweiterte Unterstützung für Modelica(R), einem offenen Standard zur Beschreibung physikalischer Modelle und Komponenten, welcher Grundlage vieler Komponenten in MapleSim ist. Mit MapleSim 4.5 haben Ingenieure jetzt per Modelica-Import Zugriff auf eine Menge zusätzlicher Komponenten. Dies ermöglicht ihnen die nahtlose Einbindung von Modelica-Bibiotheken und selbsterstellten Modelica-Komponenten in ihre MapleSim-Modelle.

Die Maple 14 Grid Computing Toolbox ermöglicht verteiltes Rechnen mit Maple, das Werkzeug der Wahl für Ingenieure, um komplexe mathematische Probleme zu lösen und ansprechende technische Dokumente zu erstellen. Die Maple Grid Computing Toolbox bietet native Integration in Windows HPC Server 2008 R.

Der international bekannte kalifornische Golfschlägerhersteller Cleveland Golf ist bekannt für seine Innovationsstärke. Auf der Suche nach Möglichkeiten, die Leistungsfähigkeit seiner Schläger zu verbessern, nutzte das Unternehmen das Simulations- und Gestaltungswerkzeug MapleSim des kanadischen Softwareherstellers Maplesoft.

Projekten

Die Abteilung für Maschinenbau des französischen Autoherstellers Renault hat mit Maple ein Modell entwickelt, das das Verhalten eines geschmierten mechanischen Systems allgemein beschreibt, um mögliche Motorschäden vorhersagen zu können. Diese Modellierungsverfahren ist bekannt als 0D-1D-Modellierung und konzentriert sich auf die Beschreibung des physikalischen Verhaltens über die Zeit. Auf diese Weise vermeidet der Hersteller zusätzliche Kosten von schätzungsweise 1 bis 2 Millionen Euro, falls die ersten Prototypen eine Neigung zum Festlaufen zeigen.

Die unbemannte Erkundung der Planeten ist ein Schwerpunkt für viele Weltraumforschungseinrichtungen in aller Welt. Erfolgreich umsetzen lässt sich diese Aufgabe nur mit fortgeschrittenen autonomen Roboter-Fahrzeugen, so genannten Rovern. Dr. Amir Khajepour, Inhaber des Lehrstuhls für mechatronische Fahrzeugsysteme und Professor an der Abteilung für mechanische und mechatronische Konstruktion der Universität Waterloo in Kanada, entwickelt deshalb gemeinsam mit der kanadischen Weltraumagentur CSA und mit der kanadischen Regierung sowie mit Maplesoft eine Komplettlösung für das Energiemanagementsystem solcher autonomen Fahrzeuge. Mit Hilfe von MapleSim gelang es, die Grundlage für das mathematische Modell des sechsrädrigen Fahrzeugs in lediglich einem Monat zu entwickeln, ohne dabei eine einzige Formel aufzustellen.