30. JUNI 2016

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Der Bionische Handling-Assistent – ein Helfer für den Menschen


Durchbruchsinnovation für die Mensch-Technik-Kooperation

Er ist vom Elefantenrüssel inspiriert und geht völlig neue Wege in der Mensch-Technik-Kooperation. Er assistiert gefahrlos in Haushalt und Industrie. Und er ist als Symbiose der Trendtechnologien eine Innovation, die fingerzeigend fungiert. Von wem die Rede ist? Vom Gewinner des Deutschen Zukunftspreises 2010.

Der Bionische Handling-Assistent ist ein leichtes, frei bewegliches „Dritte Hand“-System, das auch bei direktem Kontakt zwischen Maschine und Mensch keine Gefahren mehr birgt. Denn im Falle einer Kollision – ob gewollt oder unabsichtlich – kommt die natürliche Nachgiebigkeit zum Tragen: zum einen, weil der Assistent aus leichtem Kunststoff und nicht aus Metall besteht. Zum anderen, weil Druckluft und Steuerungstechnik eine Nachgiebigkeit garantieren.

„Eigentlich ist es sehr gefährlich, im Umfeld von dynamisch agierenden Maschinen zu arbeiten. Unsere Zielstellung war, ein Handling-System zu schaffen, das inhärent nachgiebig ist – das heißt, dass der Mensch mit diesem System risikolos zu jeder Zeit zusammenarbeiten kann“, so Markus Fischer, Leiter Corporate Design bei Festo.

Ein High-Tech-Helfer für Industrie und Haushalt
So sehr die technische Innovation auch glänzt, die wirtschaftliche Anwendung und der gesellschaftliche Nutzen sollen die zukunftsträchtige Rolle des Bionischen Handling-Assistenten erst unterstreichen. Die strukturelle Nachgiebigkeit öffnet viele Bereiche, wo Menschen eine gefahrlose maschinelle Unterstützung benötigen: etwa in der Industrie, als montageunterstützendes Handhabungssystem im Produktionsprozess, in KFZ-Werkstätten, in der Rehabilitation, als Hilfsmittel für Behinderte, in Lerneinrichtungen oder gar im häuslichen Umfeld. Bereiche, die über die klassischen Einsatzfelder von Festo hinaus gehen wie beispielsweise die Produktionstechnik und den (Sonder-) Maschinenbau.

Bei diesem Projekt war der Elefantenrüssel das Vorbild. Mit mehr als 40.000 einzelnen Muskelfasern kann sich der Elefantenrüssel in jede Richtung frei bewegen. Das faszinierte die Ingenieure von Festo und inspirierte sie zu einem Handhabungssystem, das viel weiter geht als das, was bisher in der Industrieautomatisierung vorhanden war. Die Bewegungsfähigkeit geht sogar so weit, dass sich der Bionische Handling-Assistent von 70 Zentimeter auf 1,10 Meter verlängern kann, was sein natürliches Vorbild nicht vermag. „Damit gehen wir in eine neue Generation von Assistenzsystemen, deren Einsatzfelder gerade von diversen Forschungseinrichtungen und Hochschulinstituten definiert und geprüft werden“, so Dr. Peter Post, Leiter Research and Programme Strategy bei Festo.

Flexibel bis in die Fingerspitzen
Elf Freiheitsgrade eröffnen dem Bionischen Handling-Assistenten eine bewegungsspezifische Überlegenheit gegenüber konventionellen Handling-Systemen. Völlig frei im Raum reicht seine Griffweite auf über ein Meter Radius. Gekoppelt mit dem Leichtgewicht von unter zwei Kilo und dem erwähnten Nachgiebigkeitsverhalten offerieren die Einsätze des Bionischen Handling-Assistenten eine neue Dimension an „Dritte-Arm-Funktionen“. Dazu wirkt der durch Lasersintern gefertigte Drei-Finger-Greifer völlig sicher für Menschen, so dass das Geben und Nehmen neu definiert wird. Nimmt man dann noch den Produktionspreis in Betracht, der einen Bruchteil dessen leistungsgleicher (Service-)Roboter liegt, so erschließen sich völlig neue Anwendungen.

„Durch das ‚Generative Fertigungsverfahren‘ können wir zum einen Strukturen aus der Natur beinahe eins zu eins abbilden. Zum anderen schafft bei diesem Projekt die Antriebstechnik Pneumatik in Kombination mit der Generativen Fertigungstechnologie die Voraussetzung für den Produktionspreis, “ erklärt Andrzej Grzesiak vom Fraunhofer IPA.

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