👆 👨‍👨‍👧 👨🏽‍⚕️ Festo bionische Roboter: Spinnen und Tintenfische in den Fabriken der Zukunft? ♊️ 🧑🏾‍🤝‍🧑🏾 🈴

Festo Stand auf der US Messe 2014

Die Industrierobotik hat in einem halben Jahrhundert ihres Bestehens enorme Fortschritte gemacht. Aber die perfektesten Arme, Beine und Flügel wurden noch nicht vom Menschen erfunden, sondern von der Natur. Und wenn ja, lohnt es sich, die Tiere einfach von Grund auf neu zu erstellen, anstatt sie von Grund auf neu zu erstellen?

Der bekannteste Hersteller von bionischen Robotern (dh solchen, die die Natur imitieren) ist Festo. Im Allgemeinen verdient sie Vorräte an Elektronik, einschließlich Servoantrieben ihres eigenen Designs. Aber seit 2006 gibt es eine andere Richtung bei der Erstellung von Biorobotern.

Die bionischen Entwicklungen von Festo sind Teil des Bionic Learning Network-Konsortiums. Es umfasst 12 Institute und Universitäten, darunter die Universität Stuttgart, die Technische Universität Berlin und die Technische Universität Delft sowie große Unternehmen: Effekt-Technik GmbH, JNTec GbR, Sachs Engineering und andere. Das Kernentwicklungsteam sind jedoch Festo-Ingenieure, Designer und Biologen.

Das Unternehmen behauptet, dass sie Bioroboter für Fabriken herstellen. Einige brauchbare Beispiele sind bereits vorhanden. Aber das sind nicht die Bioroboter, für die Festo berühmt wurde. Die Hauptfrage lautet daher: Entwickelt das Unternehmen wirklich funktionierende Lösungen oder ist es nur PR?

Beginnen wir mit einigen guten Beispielen.

1. Elefant und Elefantenbaby

Die Erfindung der Natur, die Festo-Ingenieure unter den ersten interessierte, war der Stamm eines Elefanten: ein Manipulator, der mit Objekten unterschiedlicher Gewichte und Formen arbeiten kann, ohne auch nur sehr zerbrechliche zu beschädigen, und über ein hohes Maß an Flexibilität verfügt. Die Entwicklung von Festo mit den gleichen Eigenschaften wurde als Bionic Handling Assistant bezeichnet . Dies ist ein superflexibler Roboterarm mit weichen "Fingern", die Objekte sicher und sanft halten. Ihr erster Prototyp erschien 2010.

Das Gerät kopiert den Stamm teilweise von außen: Die Beschichtung des flexiblen Teils des Elefanten besteht aus Lederfalten und dem Bionic Handling Assistant - aus Wellpappe. Die Kinematik des Rumpfes bleibt vollständig erhalten: drei Segmente und ein flexibler Griff am Ende.

Der Manipulator wird in kollaborativen Robotern, Designs und Konzepten verwendet, die Festo anbietet. Einer von ihnen ist Robotino . Dieser kleine Roboter bewegt Lasten mit einem Gewicht von bis zu 1,06 kg. Der Robotino verwendet eine Mini-Version des Bionic Handling Assistant.

Robotino XT

Der „bionische Kofferraum“ in voller Größe, den Festo in Unternehmen und in kollaborativen Robotern für die Produktion einsetzt, ist ein sicherer Manipulator, mit dem Menschen und Maschinen direkt interagieren und Teile und Werkzeuge „von Hand zu Hand“ übertragen können.

2. Tentakel mit Saugnäpfen

Ein weiterer industrieller Manipulator von Festo, OctopusGripper , eignet sich hervorragend für den Transport glatter, abgerundeter Teile. Es wurde von einem Tintenfisch kopiert und ist ein elastischer Tentakel mit Vakuumsaugern. Der Tentakel, die Saugnäpfe und der Hauptteil des Manipulators bestehen aus weichem Silikon.

Das Konzept wurde 2017 entwickelt und jetzt testet das Unternehmen OctopusGripper an zwei proprietären pneumatischen Lichtrobotern - BionicMotionRobot und BionicCobot. Der Vorteil des „künstlichen Tentakels“ liegt in seiner Flexibilität: Es muss nicht für jeden Typ der erfassten Objekte separat konfiguriert werden, sondern kann zylindrische und runde Objekte mit unterschiedlichen Durchmessern manipulieren.

BionicCobot mit OctopusGripper

Wenn man sich OctopusGripper ansieht, kann man sehen, dass die Ingenieure ihm absichtlich die Eigenschaft mit dem Tentakel eines Oktopus gegeben haben, obwohl eine andere Form ihm wahrscheinlich mehr Möglichkeiten gegeben hätte.

3. Die Sprache des Chamäleons

Ein vielseitigerer Manipulator ist FlexShapeGripper , der 2015 erstellt wurde. An seinem Ende befindet sich eine elastische Silikonkappe, die den Gegenstand bedeckt und hält. Unter dem Luftdruck von innen richtet sich die Haube gerade und gibt die „Beute“ frei. Die Größe und Form des Artikels kann beliebig sein.

Ingenieure haben diesen Mechanismus auf einem Chamäleon „ausspioniert“, das mit seiner Zunge Insekten verschiedener Formen fängt. Aber hier stellte sich heraus, dass die Nachahmung der Natur minimal war: Von einer Eidechse gibt es nur eine Kappenform, die ihrer Sprache ähnelt, und das Prinzip, ein Objekt daran zu halten. Ansonsten sieht der FlexShapeGripper wie ein normaler industrieller Manipulator aus, wenn auch mit einem seltsamen Aufnahmegerät.

Mögliche Anwendungen von FlexShapeGripper sind Produktionsstätten: Es kann kleine und mittlere Teile auf Montage- und Verpackungslinien bewegen.

4. Spinnenroboter

Volumetrische Kokons, die Spinnen und einige Arten von Raupen bauen können, sind zum Prototyp für 3D Cocooner geworden . Dies ist eine Vorrichtung, die aus einem Polymerharz Maschenformen erzeugt. Rohstoffe werden mit ultraviolettem Licht geschmolzen, passieren Düsen und bilden einen festen Rahmen mit einer bestimmten Form. Der erste Prototyp wurde 2016 veröffentlicht; Die Ingenieure von Festo schlagen vor, dass die Technologie in Zukunft verbessert und für den 3D-Druck von Möbeln verwendet werden kann.

3D Cocooner ist nichts anderes als eine Spinne oder Raupe, sondern verwendet nur dieselbe Technologie.

Und nun zum Scheitern

Festo positioniert sich im Rahmen des Bionic Learning Network als Konzeptentwickler, nicht aber als Hersteller. Das Unternehmen ist bereit, seine Ideen an Partner zu verkaufen, die auf ihrer Basis serielle Geräte entwickeln. Auf der offiziellen Website heißt es: "Festo unterstützt seine Kunden von Anfang an bei der Entwicklung seiner Produkte und begleitet sie von der Marktanalyse bis zur Funktionsmodellierung."

Bei der Entwicklung von Festo gibt es jedoch viele Geräte von zweifelhaftem praktischem Nutzen. Dies sind fliegende Pinguine, in der Luft schwebende Quallen, kontrollierte Heliumkugeln, ein Roboter - ein Flughund, eine Robotermöwe, ein Roboterkänguru. Sie sind in der industriellen Produktion kaum vorstellbar, sie können die Last nicht tragen und sind nur für Beobachtungen aus der Luft geeignet. Laut den Autoren der Konzepte wurden diese Roboter entwickelt, um Servoantriebe zu testen, die Aerodynamik zu untersuchen und Gruppen von Flugobjekten zu steuern. Die Popularität von Videos mit mechanischen Tieren zeigt jedoch, dass dies weitgehend ein PR-Schritt ist.