Aktuelle Projekte des Bionic-Learning-Networks

Lernen von der Natur: Natürliche Prinzipien liefern neue Impulse für die Automatisierungstechnik. Das Bionic-Learning-Network von Festo präsentiert in diesem Jahr auf der Hannover Messe zwei neue Forschungsträger.

(Bild: Festo)

Mit dem Free-Motion-Handling wird ein fliegendes Assistenzsystem mit unendlichen Freiheitsgraden vorgestellt. Bei der Entwicklung des 3D Cocooner haben sich die Ingenieure von neuartigen Fertigungstechnologien wie dem digital-Fabrication und Leichtbaustrukturen inspirieren lassen.

3D Cocooner – Bionische Strukturen aus der Handling-Spinndüse

Der 3D Cocooner vereint die Vorteile additiver Fertigungsverfahren mit der Präzisionssteuerung und Agilität eines industriellen High-Speed-Handlings. (Bild: Festo)

Baukunst und Architektur verbindet man in erster Linie mit dem Menschen. Aber auch in der Tierwelt entstehen beeindruckende Konstruktionen. Afrikanische Webervögel weben beispielsweise aus Blättern und Halmen kunstvolle Nester, in denen hunderte Tiere über mehrere Generationen hinweg leben. Und während Bienen, Wespen oder Termiten ihr Zuhause Schicht für Schicht aufbauen, erschaffen Spinnen und Schmetterlingsraupen imposante Gebilde mithilfe von Spinnfäden. Dazu produzieren sie eine Flüssigkeit, die außerhalb des Körpers zu einem festen Faden polymerisiert und sich so zu stabilen Netzen oder Kokons formen lässt.
Davon inspiriert hat Festo im Rahmen seines Bionic-Learning-Network den 3D-Cocooner entwickelt. Ähnlich einer Raupe, spinnt er filigrane Gebilde und maßgeschneiderte Leichtbaustrukturen aus einem Glasfaserfaden. Mithilfe eines Handlings kann die Spinndüse präzise bewegt werden und die Glasfaser bei gleichzeitiger Laminierung mit UV-härtendem Harz zu den komplexen Strukturen verkleben. Im Gegensatz zu anderen 3D-Druckverfahren werden diese Strukturen jedoch nicht schichtweise auf einer Fläche, sondern tatsächlich frei im Raum aufgebaut.

Free-Motion-Handling – Autonom fliegende Greifer-Kugel

Einzigartiges Flugobjekt: Neben der verlängerten Flugdauer garantiert das Free-Motion-Handling auch eine gefahrlose Mensch-Maschine-Interaktion (Bild: Festo)

Das Indoor-Flugobjekt besteht aus einem ultraleichten Karbonring mit acht adaptiven Propellern, in dessen Mitte eine drehbare Heliumkugel mit integriertem Greifelement sitzt. Dank der intelligenten Bordelektronik und dem eingesetzten Indoor-GPS kann die Kugel autonom in alle Richtungen manövrieren, Gegenstände eigenständig aufnehmen und an geeigneter Stelle abgeben. Für die Steuerung des Flugobjekts wird kein Pilot benötigt. Mensch und Kugel können aber jederzeit problemlos und sicher miteinander interagieren.
Neue Perspektiven für den Arbeitsraum der Zukunft eröffnen sich: dort könnte die Kugel dem Menschen als fliegendes Assistenzsystem dienen – zum Beispiel bei Arbeiten über Kopf, in enormen Höhen oder in weitläufigen Hallen. Für die Realisierung des Free-Motion-Handling machten sich die Ingenieure zwei bestehende Entwicklungen aus dem Bionic-Learning-Network besonders zu Nutze: Vorbild für die Greifmechanik des Free-Motion-Handling ist der universell einsetzbare Flex-Shape-Gripper, dessen Wirkungsprinzip von der Zunge des Chamäleons abgeleitet ist. Die fliegende Heliumkugel an sich ist eine Weiterentwicklung der eMotionSpheres. (si)

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