Zukunftspreis für bionischen Roboterarm

Das Esslinger Unternehmen Festo und das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haben für einen gemeinsam entwickelten Roboterarm den Deutschen Zukunftspreis 2010 erhalten.

Ein Arm wie ein Rüssel

Bionischer Handling-Assistent heißt der Roboterarm, den Festo im Frühjahr auf der Hannover Messe vorgestellt hat. Er ist einem Elefantenrüssel nachempfunden. Wie dieser soll sich auch der Roboterarm fließend bewegen und ebenfalls kraftvoll und dennoch gefühlvoll einen Gegenstand greifen.

Der Arm besteht aus drei Segmenten, die aus je drei Hohlkammern bestehen. Diese Kammern haben eine balgartige Form, was ihnen eine hohe Flexibilität verleiht. Die Bewegungen des Armes werden mit Luftdruck gesteuert: Wird in eine Kammer Luft gepumpt, verlängert sie sich. Werden alle Kammern des Arms gleichzeitig aufgeblasen, verlängert sich dieser von 75 Zentimeter auf 1,10 Meter. Da jede der neun Kammern einzeln angesteuert wird, kann der Arm fließende Bewegungen ausführen und sich in alle möglichen Richtungen drehen und winden - fast wie eine Schlange. Der dazu nötige Luftdruck beträgt etwa 1,5 bis 3 bar.

Hand mit drei Greifern

Am Ende des Arms sitzt ein kurzes Handsegment, das wiederum aus drei Kammern besteht. Diese sind durch eine Platte verbunden, wodurch sich die Hand am Ende des Arms in zwei Ebenen kippen lässt. Die Hand besteht aus drei Greifern, die ebenfalls über eine Luftkammer gesteuert werden: Wird Luft hineingepumpt, schließen sich die Greifer um einen Gegenstand.

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Der Bionische Handling-Assistent von Festo (Foto: wp)

Wegen der Bauart der Greifer, Fingripper genannt, ist der Griff des Arms besonders feinfühlig: Sie passen sich genau der Form des Gegenstandes an. Die Kraft verteilt sich und das umso besser, je höher der Anpressdruck ist. So kann die Roboterhand auch eine Frucht oder ein Ei fassen, ohne dass diese kaputtgehen.

Schicht für Schicht

Hergestellt wird der Arm mit einem Rapid-Prototyping-Verfahren, dem selektiven Lasersintern. Dabei wird das Werkstück Schicht für Schicht aufgebaut. Das Material ist Polyamid. Der Kunststoff wird als Pulver aufgetragen, das dann mit einem Laser verschmolzen wird.

Für diese Entwicklung haben Festo und das Fraunhofer IPA den Zukunftspreis erhalten. Bundespräsident Christian Wulff überreichte den mit 250.000 Euro dotierten Preis für Technik und Innovation an Peter Post und Markus Fischer von Festo sowie Andrzej Grzesiak vom Fraunhofer IPA. Den Preis verleiht der Bundespräsident jedes Jahr für eine besondere Innovation aus den Bereichen Kunst und Technik.