Faszination und Vorbild zugleich: der Elefantenrüssel. Er ist flexibel, überträgt hohe Kräfte

Faszination und Vorbild zugleich: der Elefantenrüssel. Er ist flexibel, überträgt hohe Kräfte und dient als präzises Greifwerkzeug (Bild: Festo).

BERLIN (pd). Das Forscherteam entwickelte im Rahmen des Festo Bionic Learning Network den Bionischen Handling-Assistenten – ein flexibles Assistenzsystem nach dem Vorbild eines Elefantenrüssels, welches Mensch und Maschine erstmals ermöglicht, gefahrlos und effizient in einem Team zusammen zu arbeiten. Denkbar sind daher Anwendungsgebiete im Bereich der Industrie, in der Landwirtschaft, im häuslichen Umfeld oder gar in der Pflege.

Mit dem Deutschen Zukunftspreis, dem Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, werden seit 1997 jährlich Forscher und Entwickler ausgezeichnet, die mit Kreativität und Wissen Innovationen entwickeln und so den Menschen dienen, das Leben verbessern und zur Zukunftsfähigkeit beitragen. Die Auszeichnung gehört zu den bedeutendsten Wissenschaftspreisen in Deutschland.

„Mit dem Bionischen Handling-Assistent wird für uns eine Vision Wirklichkeit: erstmals ist eine völlig gefahrlose Kooperation von Mensch und Maschine möglich. Daher eröffnet der Bionische Handling-Assistent vielfältige Einsatzmöglichkeiten als Hightech-Helfer für Industrie und Haushalt“, erläutert Dr. Peter Post, Leiter der Forschung bei Festo und Projektsprecher des Entwicklungsteams. „Wir haben ein gegenüber marktgängigen Robotern völlig neues Assistenzsystem entwickelt, das es Mensch und Maschine erstmals ermöglicht, gefahrlos und effizient in einem Team zusammen zu arbeiten. Die Innovation liegt in der einzigartigen Mensch-Maschine-Kooperation und der Nachgiebigkeit des Systems. Denn im Falle einer Kollision kommt die natürliche Nachgiebigkeit zum Tragen: zum einen, weil der Assistent aus leichtgewichtigem Kunststoff und nicht aus schwerem Stahl oder Aluminium besteht. Zum anderen, weil er über Druckluft betrieben und von einer intelligenten Steuerung geregelt wird.“

„Bei diesem Projekt hat uns der Elefantenrüssel fasziniert. Dieser hat über 40.000 einzelne Muskelfasern und kann sich in jede Richtung frei bewegen. Das hat uns zu einem Handhabungssystem inspiriert, das viel weiter geht als das, was bisher in der Industrieautomatisierung vorhanden war, “ erklärt Markus Fischer, Leiter Corporate Design bei Festo. Er etablierte 2006 das Bionic Learning Network, in dem Unternehmen und Hochschulen gemeinsam technische Konzepte nach dem Vorbild der Natur realisieren.

Als Projekttreiber des Assistenten holte sich Festo Rat beim Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Herr Andrzej Grzesiak vom Fraunhofer-Institut brachte zum Assistenten zwei Lösungen ein: „Die Forschung und Entwicklung, einen Faltenbalg als Antrieb zu nutzen und die Technologie der Generativen Fertigung ist der Anteil des Fraunhofer IPA.“ Das Produkt-Design seitens Festo sowie das Design for Additive Manufacturing des IPA wurden dabei gemeinsam in den Bionischen Handling-Assistenten überführt. Durch die Nutzung bionischer Strukturen sowie den Einsatz der Mechatronik und Generativen Fertigungstechnologie hat Festo zusammen mit Fraunhofer IPA eine zukunftsweisende Basis-Innovation geschaffen, welche nicht nur die Automatisierungswelt nachhaltig beeinflusst.

Der Bionische Handling-Assistent: eine Teamleistung par excellence „Forschung braucht nachhaltiges Engagement, die richtigen Partner und Visionen. Wir freuen uns sehr, dass Forscher von Festo im Team mit Fraunhofer IPA diese hohe Auszeichnung zu Teil wird. Der Bionische Handling-Assistent ist eine zukunftsweisende Basis-Innovation, verbunden mit einem nachhaltigen Nutzen für unsere Gesellschaft.

Dies zeigt einmal mehr, wie wichtig die Zusammenarbeit von Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit führenden Unternehmen der Industrie ist. Der Bionische Handling-Assistent ist eine tolle Teamleistung entstanden in unserem Bionic Learning Network“, freute sich Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Festo AG für das Entwicklerteam.

Der Öffentlichkeit wird damit der hohe Innovationsgrad dieser Entwicklung zu Teil, hinter dem ein Kompetenz-Konsortium steht, bestehend aus dem Unternehmen Festo, dem Fraunhofer-Institut IPA sowie diversen Hochschulen. „Sieht man die Interdisziplinarität in der Entwicklung des Bionischen Handling-Assistenten, so wird klar, dass viele Abteilungen bei Festo Hand in Hand zusammengearbeitet haben, um komplexe Sachverhalte wie beispielsweise die Steuerung und Regelung zu lösen“, verdeutlicht Dr. Post. Darüber hinaus betont Markus Fischer:“Insbesondere die effiziente Zusammenarbeit mit Hochschulen ergab im Vorfeld des Designs viele Ergebnisse, die im Aufbau des Systems berücksichtigt wurden.“ Ebenso wirkte die Kooperation mit Fraunhofer IPA vielschichtig. „Die Nutzung generativer Fertigungstechnologien zusammen mit der Ausarbeitung aller Eigenschaften des Bionischen Handling- Assistenten ist ein fließender Prozess, der sich einzeln nicht separieren lässt.“, so Andrej Grzesiak von Fraunhofer. Aus diesem Grunde zählt die Entwicklungsmannschaft zum Bionischen Handling-Assistenten rund 30 Köpfe.