Flex Shape Gripper: Zuschnappen wie ein Chamäleon

Dass ein Chamäleon seine Zunge herausschnellen lässt, um Insekten zu fangen, ist zwar bekannt - aber weniger bekannt ist, wie die Echse die Beute in ihren Mund befördert: Sie legt ihre Zunge um sie herum. Diese Methode imitiert Festo mit dem Flex Shape Gripper. Das Esslinger Technologieunternehmen stellt ihn auf der Hannover Messe (Halle 15, Stand D07) vor.

Das Gerät sieht so gar nicht nach Greifer aus: Es ist ein Metallgriff mit einer blauen Kappe. Ein Mitarbeiter der Hochschule Oslo - der Greifer entstand in Kooperation mit der Hochschule in der norwegischen Hauptstadt - setzt die Kappe auf eine Erdnuss und diese verschwindet in der blauen Kappe. Als nächstes greift es eine Schraubenmutter, dann eine Plastikflasche, einen Kieselstein, ein Ventil, eine Scheckkarte.

Silikonkappe stülpt sich um Objekt

Die Kappe besteht aus Silikon und ist mit Wasser gefüllt. Ein Pneumatikelement zieht sie nach innen. Dadurch stülpt sich die Kappe um das Objekt und zieht es ein. Vorbild dafür sei eben die Zungenspitze des Chamäleons gewesen, erklärt Projektleiter Elias Knubben im Gespräch mit Golem.de: "Das ist ein weicher Muskel, der sich bei der Kollision mit dem zu ergreifenden Insekt um dieses Insekt herumlegt. Dieses Prinzip konnten wir nachbilden. Jetzt haben wir eine wassergefüllte Silikonkappe, die sich um ein Objekt stülpt und damit formschlüssig fast jedes Objekt greift."

Das Geheimnis ist, dass der Greifer ein Objekt komplett umschließt: Hat er das eine in sich hineingezogen, kann er problemlos ein weiteres fassen. Die Gegenstände können dabei unterschiedliche Formen und Größen haben: etwa erst einen Kiesel oder eine Erdnuss, dann eine Schraubenmutter. Umgekehrt werde es schwieriger, also erst die Mutter und dann die Erdnuss - zumindest mit dem auf der Messe vorgestellten Prototypen, erläutert Oslo er Forscher: Dazu müsste der Greifer länger sein. Wäre er lang genug, um die Erdnuss ganz zu umfassen, wäre es kein Problem, danach noch ein kleineres Objekt zu fassen.

Greifer ist vielfältig einsetzbar

Für einen solchen adaptiven Greifer gibt es vielfältige Einsatzmöglichkeiten. So kann er etwa auf Anlagen eingesetzt werden, auf denen flexibel verschiedene Produkte hergestellt werden. Die Fertigung kann umgestellt werden, ohne dass ein neuer Greifer montiert werden muss. Er kann eingesetzt werden, um Kleinteile zu sortieren.

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Der Flex Shape Gripper von Festo. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Schließlich könnte ein Serviceroboter mit einem Flex Shape Gripper ausgestattet werden. US-Forscher kamen vor einigen Jahren auf eine ähnliche Idee: Sie konstruierten einen Robotergreifer aus einem mit Kaffeepulver gefüllten Ballon. Der Ballon legt sich um ein Objekt und passt sich dessen Form an. Dann wird mit einer Pumpe die Luft aus dem Ballon gezogen und der der Griff wird fest.

Der Flex Shape Gripper ist ein Produkt aus dem Bionic Learning Network. Das ist ein Forschungsprojekt, dessen Ziel es ist, Verfahren oder Mechanismen aus der Natur zu imitieren, um effizientere technische Systeme zu bauen.

Die Natur kennt viele Griffe

"In der Natur gibt es unendlich viele Greifprinzipien", sagt Knubben. Entsprechend ist der Flex Shape Gripper nicht der erste bionische Greifer von Festo: Vor einigen Jahren stellte das Unternehmen den Fingripper vor, der der Schwanzflosse eines Knochenfischs nachempfunden ist. Der Greifer ist so konstruiert, dass er sich unter einer Kraft, die auf ihn einwirkt, so verformt, dass die Kraft verteilt wird.

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Der Fingripper passt sich... (Foto: wp)

Je stärker der Anpressdruck ist, desto besser verteilt sich die Kraft und desto besser passt sich der Greifer einem Objekt an - ohne dabei aber den Druck auf das Objekt zu verstärken. Ein Aktor mit drei Fingrippern kann etwa empfindliche Gegenstände packen, ohne sie zu zerdrücken. Und genau dazu sei der Fingripper heute schon im Einsatz, berichtet Knubben: Einige Kunden setzten ihn dazu ein, um Früchte, Äpfel, Kartoffeln oder Avocados zu sortieren.