Plotbot/Crawler
Plotbot/Crawler ist das Folgeprojekt des Forschungsvorhabens DysCrete. Der farbstoffsensitivierte, energieerzeugende Beton DysCrete ist ein Schichtsystem, bei dem die oberen drei Schichten in bestimmten Intervallen erneuert werden müssen. Nach dem Einbau der Fertigteile wird die stromproduzierende Beschichtung in regelmäßigen zeitlichen Abständen erneuert, die den üblichen Renovierungszyklen für Fassadenanstriche entsprechen. Das nachfolgende Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Lösung der konkreten Anwendung, dem Auftragen und der Erneuerung der DysCrete-Schichtsysteme mit Hilfe eines webbasierten und sensorgeführten Bewegungsautomaten: des Plotbot/Crawler.
Mit der Entwicklung des Plotbot/Crawler versucht das Forscherteam auch Fragen zu Physical Computing und Industrie 4.0 zu beantworten. Physical Computing Systeme sind interaktive, physische Systeme, die auf die reale bzw. analoge Welt einwirken und sich mit der Beziehung zwischen Mensch und der digitalen Welt befassen.
Plotbot/Crawler bildet gemeinsam mit der Database und der Gebäudeoberfläche, im Sinne der aktuellen Definition der Industrie 4.0, ein cyber-physisches System. Es ist ein Verbund informatischer, software-technischer Komponenten mit physisch-mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur, wie z. B. das Internet, kommunizieren. Mittels eines solchen Verbunds kann notwendige Automatisierungstechnik durch Selbstoptimierung, -konfiguration, -diagnose und Kognition intelligenter werden und die Menschen in zunehmend komplexen Arbeits- und Lebenssituationen besser unterstützen.
Die Entwicklung solcher cyber-physischer Systeme und Physical Computing Systeme für das Bauwesen ist bislang wenig fortgeschritten. Sie ist aber von Interesse, weil sie beispielsweise im Hinblick auf die Erfordernisse einer nachhaltigen und zugleich wirtschaftlichen Umstrukturierung der Gebäudesubstanz (Effizienzhäuser) einen gleichermaßen konzeptuellen wie handlungsorientierten Forschungsansatz bietet, für diesen Sektor die Potentiale einer technologieorientierten sowie hoch flexibilisierten Produktion (mass customization) zu erschließen.
Zu den Einsatzbereichen cyber-physischer Systeme gehören bislang altersgerechte Assistenzsysteme (AAL), IT-Verkehrssteuerungs- und Verkehrslogistiksysteme, vernetzte Sicherheits- sowie Fahrerassistenzsysteme für Automobile, nachhaltige Umweltbeeinflussungs- und Beobachtungssysteme, Energieversorgungsmanagementsysteme sowie Infrastruktursysteme für Kommunikation und Kultur.
Ausgehend von den Ergebnissen ermöglichen Modifikationen des Plotbot/Crawler die Integration solcher Funktionssysteme in die gebaute Substanz über ein Druckverfahren. Als Beispiele für solche Funktionssysteme können u. a. gedruckte Sensorsysteme (Printed Electronics > Physical-Computing-Fassaden), Effektpigmentbeschichtungen, Fotobetonfassaden, mehrfarbige Gebäudegrafiken, Leitsysteme, lichtreflektierende oder nachleuchtenden Oberflächen, dekorative Schichtsysteme sowie Versiegelungen gelten. Eine weitere Modifikation des Plotbot/Crawler ist die In-situ-Nutzung als 3D-Drucker. Diese Modifikation ist beispielsweise geeignet, geometrisch komplexe gebaute Substanz historischer Gebäude vor Ort zu erneuern (Sandstein- oder Ziegeldruck).
Gesucht sind Lösungen, die einerseits diese Potentiale ausschöpfen und gleichzeitig die besonderen Erfordernisse des Bauwesens berücksichtigen. Dieses Forschungsvorhaben bietet in dieser Hinsicht einen eigenständigen und zugleich exemplarischen Ansatz. Neuartig und von Vorteil ist im hier vorgestellten Vorhaben die additive Zusammenführung bzw. die eindeutige Schnittstellendefinition des Verbunds von „Hightech“ (Plotbot/Crawler) und „Lowtech“ (Fassadenelement). Die Aufwertung der robusten, nach bewährten Konstruktionsregeln erstellten Fassade zu einem derartigen cyber-physischen System wird gleichsam mittels der „Schnittstelle Beschichtung“ erreicht. Der Zuwachs an technischer Funktion und Fassadenintelligenz wird ohne eine Gefährdung der Primärfunktionen der Fassade (Klimatisierung, Wetterschutz) erreicht.
