Mit Leichtigkeit

Wissenschaftler von der TU Darmstadt haben in einem Verbundprojekt mit weiteren Forschungseinrichtungen jetzt einen bionischen Roboterarm entwickelt, der aufgrund seiner Bauweise besonders geeignet ist für kleinere und mittlere Unternehmen. Auf der Jahrestagung des European Robotics Research Networks (EURON), ist der BioRob mit dem renommierten EUROP/EURON Robotics Technology Transfer Award ausgezeichnet worden.

Deutschland ist der weltweit zweitgrößte Produzent und Nutzer von Industrierobotern – und könnte diese Position in Zukunft noch weiter ausbauen. Da Roboter schnelle und präzise Bewegungen auch dann ausführen müssen, wenn sie große Lasten tragen, werden sie traditionell massiv ausgelegt. In dieser Bauweise sind Kollisionen mit Menschen gefährlich, weshalb die Roboter abgeschirmt werden müssen.

Der neuartige Roboterarm BioRob ist dem Muskel-Sehnen-Apparat des Menschen abgeschaut und wird in allen drei Achsen elastisch angetrieben. Die elastische Funktion von Sehnen und Muskeln übernehmen dabei beidseitig verspannte Federn. Der Antrieb funktioniert mit Hilfe von Elektromotoren, die die Gelenke über die Federn bewegen. Dieser Antrieb erhöht die passive Sicherheit der Konstruktion, so dass der BioRob auch im direkten Umfeld des Menschen ohne Abschirmung eingesetzt werden kann.

Derzeit wird der BioRob in verschiedenen Anwendungsszenarien getestet: Bei der Handhabung von kleinen Aluminiumobjekten in der Produktion, beim automatisierten Setzen von Pflanzenstecklingen und bei der Handhabung von biologischen Proben bei Tiefsttemperaturen, wo er ohne Schützhülle in Temperaturbereiche bis -160°C greifen kann. Der Roboterarm lässt sich leicht von Hand führen, wodurch eine schnelle Programmierung von Bewegungsabläufen möglich ist.

Wortlaut

Prof. Dr. Oskar von Stryk, in dessen Fachgebiet Simulation, Systemoptimierung und Robotik der BioRob entwickelt wurde: „Das Ergebnis ist ein radikaler Paradigmenwechsel in der Robotik. Bei konventionellen Robotern wurde Elastizität jahrzehntelang als nachteilig bewertet und möglichst vermieden. Denn bei den herkömmlichen, starren Industrierobotern wirken hohe Kräfte und Momente auf die Armglieder und Gelenkantriebe, so dass die Gefahr besteht, dass diese sich unter der Belastung verformen.“ Deshalb wurden die einzelnen Glieder bislang massiv verstärkt, was zu schweren Konstruktionen mit unnachgiebigen Bewegungen führte. „Bei unserem bionischen Roboterarm wird gezielt Elastizität in die Konstruktion eingebracht, denn durch die elastische Verspannung der Glieder werden diese entlastet und verbiegen sich weniger schnell.“ „Damit eröffnen sich für die Industrie ganz neue Möglichkeiten, und auch für mittelständische Unternehmen wird ein solcher bionischer Roboter interessant.“

Der Verbund

Die TU Darmstadt koordiniert das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt. Als Verbundpartner beteiligt sind die TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH sowie das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik.

Europäischer Preis für BioRob

Der „BioRob“ war im April auf der internationalen Robotik-Tagung EURON in Leuven mit dem „EUROP/EURON Robotics Technology Transfer Award“ ausgezeichnet worden. Der Award wurde gemeinsam vom European Robotics Technology Platform (EUROP) and the European Robotics Research Network (EURON) ausgeschrieben und wird „In Anerkennung hervorragender Fortschritte“ verliehen.

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