Bionik Softes Greifen und koordiniertes Fliegen dank Indoor-GPS

Festo präsentiert mit dem Flex Shape Gripper und den Emotion-Butterflies aktuelle Forschungsträger aus dem Bionic Learning Network. Diese sind von natürlichen Prinzipien inspiriert und demonstrieren Möglichkeiten, diese auf die Automatisierung zu übertragen.

Anbieter zum Thema

Lenord, Bauer & Co. GmbH

Ruderer Klebetechnik GmbH

Actronic-Solutions GmbH

Festo SE & Co. KG

Die Natur bietet eine Vielzahl von intelligenten Lösungen für technische Probleme, die durch kontinuierliche Weiterentwicklung optimiert wurden. Von diesen Prinzipien lassen sich die Entwickler des Bionic Learning Network inspirieren und übertragen sie auf Fragestellungen der Automatisierungstechnik. „Es gilt die komplexen Herausforderungen der Produktionsabläufe zu reduzieren und eine intuitive Steuerung der Maschinen und Anlagen zu gewährleisten“, so Dr.-Ing. Heinrich Frontzek, Leiter Corporate Communication und Future Concepts bei Festo. Als weltweiter Anbieter von pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik gestaltet Festo die Produktions- und Arbeitswelten der Zukunft und bietet seinen Kunden innovative Lösungen für Produktionssysteme von morgen an. „Visionäre Ansätze hierzu liefern die aktuellen Projekte aus dem Bionic Learning Network von Festo“, betont Frontzek.

Flex-Shape-Gripper: Greifen nach dem Vorbild der Chamäleonzunge

Seit jeher spielen Greifanwendungen in der Produktion eine zentrale Rolle. Festo entwickelte bereits verschiedene Greifer – wie 2014 den Multi Choice Gripper, dessen adaptive Finger sich flexibel und sanft an die unterschiedlichsten Formen anpassen. Das Prinzip der Anpassung an das Greifgut setzt sich nun im Flex Shape Gripper fort. Dessen Wirkprinzip ist von der Zunge des Chamäleons abgeleitet. Das Chamäleon kann mit seiner Zungenspitze unterschiedlichste Insekten erbeuten. Die Zunge passt sich flexibel an das jeweilige Insekt an. Hat das Chamäleon seine Beute im Visier, lässt es seine Zunge wie ein Gummiband herausschnellen. Die Beute bleibt an ihr haften und wird wie an einer Angelschnur eingeholt.

Hannover Messe 2014

Festo präsentiert aktuelle Projekte aus dem Bionic Learning Network

Der Flex Shape Gripper kann mehrere Objekte mit unterschiedlichsten Formen in einem Vorgang greifen, sammeln und wieder abgeben – ohne, dass ein manueller Umbau notwendig ist. Möglich wird das durch seine wassergefüllte Silikonkappe, die sich flexibel und formschlüssig über das jeweilige Greifgut stülpt. Diese Anpassungsfähigkeit an verschiedene Formen verleiht dem Greifer seinen Namen. Sowohl der Halte- als auch der Ablösemechanismus sind pneumatisch gelöst. Für den Haltevorgang ist keine zusätzliche Energie notwendig. Zukünftig könnte der Flex Shape Gripper überall dort eingesetzt werden, wo mehrere Gegenstände mit unterschiedlichen Formen gleichzeitig gehandhabt werden, beispielsweise in der Servicerobotik, bei Montageaufgaben oder beim Handling von Kleinteilen. Das bionische Modell demonstriert Lösungsansätze für neuartige Greifertechnologien mit Hilfe von Pick and Place Vorgängen als auch die Flexibilisierung und Adaptivität von Produktionsanlagen. Derzeit ist Festo im Dialog mit interessierten Kunden, um die Marktrelevanz dieses Prototyps zu testen.

Emotion Butterflies: Ultraleichte Flugobjekte mit kollektivem Verhalten

Die ästhetisch wirkenden bionischen Schmetterlinge veranschaulichen ebenfalls komplexe Themen der zukünftigen Produktionswelt, wie Funktionsintegration, Ultraleichtbau und vor allem die vernetzte und in Echtzeit optimierte Kommunikation einzelner Systeme. Ein externes und gut vernetztes Leit- und Monitoringsystem koordiniert die einzelnen Flugobjekte autonom und sicher im dreidimensionalen Raum. Die eingesetzte Kommunikations- und Sensortechnologie bildet ein Indoor-GPS-System, das die Schmetterlinge kollisionsfrei und im Kollektiv steuert. Die Kombination aus integrierter Elektronik und ausgelagerter Kameratechnik mit einem Leitrechner ermöglicht Prozessstabilität. Um dem Flugverhalten ihres natürlichen Vorbilds so nahe wie möglich zu kommen, verfügen die künstlichen Schmetterlinge über eine integrierte Elektronik. Sie steuert die Flügel präzise und individuell an und setzt so die schnellen Bewegungen um.

Zur Steuerung der Emotion Butterflies ist kein menschlicher Pilot notwendig. Auf dem zentralen Rechner liegen vorprogrammierte Pfade, die den Schmetterlingen bei ihren Manövern die Flugbahnen vorgeben. Mithilfe von zusätzlich hinterlegten Verhaltensmustern können sie sich aber ebenso autonom durch den Raum bewegen. Mit den Emotion Butterflies und dem damit umgesetzten Indoor-GPS demonstriert Festo Aspekte der Automation der Zukunft wie die sichere und intuitive Mensch-Maschine-Interaktion oder das autonome und anpassungsfähige Verhalten von technischen Systemen, die jederzeit kontrollierte Eingriffe des Menschen zulassen und damit neue Perspektiven für den Arbeitsraum der Zukunft schaffen. (jup)

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