Aktuation bezeichnet die gezielte Umwandlung einer Eingangsgröße – typischerweise elektrischer, thermischer, magnetischer, chemischer oder mechanischer Energie – in eine kontrollierte mechanische Antwort wie Verschiebung, Deformation, Kraft- oder Spannungsaufbau. Der Aktor bildet dabei das Bauteil, das diese Umwandlung realisiert; Aktuation ist der zugrunde liegende Prozess.

In der Werkstofftechnik steht die präzise Kopplung zwischen äußerem Stimulus und mechanischer Antwort im Vordergrund. Dies umfasst klassische mechanische und pneumatische Aktuation (z.B. Druckzylinder), aber zunehmend auch funktionale Werkstoffe mit inhärenter Multiphysik-Kopplung: piezoelektrische, elektrostriktive, magnetostriktive, thermo-responsive, photo- oder hygroskopisch aktive Systeme.

Thermische, photothermale und laserinduzierte Aktuation nutzen lokal eingebrachte Wärme zur Formänderung, etwa in Formgedächtnislegierungen oder polymeren Formgedächtniswerkstoffen. Magnetische Aktuation beruht auf Feld-induzierter Deformation magnetostriktiver Legierungen oder magnetisch gefüllter Elastomere. Pneumatische und druckgesteuerte Aktuation, insbesondere in der Soft-Robotik, verwenden druckbeaufschlagte Hohlstrukturen in Elastomeren. Hygroaktive Systeme konvertieren Feuchteänderungen in Biegung oder Krümmung, typischerweise durch anisotrope Quellung.

Wesentliche werkstoffwissenschaftliche Kenngrößen der Aktuation sind Hub, erzeugbare Kraft bzw. Spannung, Aktuationsgeschwindigkeit, Zyklenfestigkeit, energetische Effizienz und Integrationsfähigkeit in komplexe Strukturen. Die Entwicklung neuer Aktuierungsmechanismen fokussiert auf programmierbare, reversible Deformation, geringe Ansteuerspannungen und hohe Dauerfestigkeit, insbesondere für Anwendungen in Präzisionsmechanik, adaptiven Strukturen und Soft-Robotik.