German Future Award 2010 voor Festo en Fraunhofer IPA: verfijnde kofferbak
Bionica voor robotica - met video
Geïnspireerd door de stam van de olifant, hebben onderzoekers een volledig nieuwe robotarm ontwikkeld. Gevoelig en flexibel werkt de nieuwe high-tech helper voor industrie en huishouden. Voor deze ontwikkeling Dr.-Ing. Peter Post en Dipl.-Ing. Markus Fischer van Festo en Dipl.-Ing. Andrzej Grzesiak van Fraunhofer IPA bij 1. December ontving de Duitse Future Prize 2010. Federale president Christian Wulff presenteerde de prijs met 250 000 Euro.
De olifant reikt vakkundig met zijn slurf naar de appel op de grond. Hij pakt het voorzichtig vast met de punt van de stam, tilt het hoog boven zijn hoofd op en legt het dan voorzichtig in de hand van zijn verzorger. Ongeveer 40 spieren maken de romp tot een uiterst flexibele grijphand die vrij in elke richting kan worden bewogen en zelfs kan worden gedraaid. Een ingenieus hulpmiddel - krachtig, flexibel en toch gevoelig. De hightech-stam, die onderzoekers van Festo samen met hun collega's van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA hebben ontwikkeld, werkt ook op een vergelijkbare flexibele en zachte manier. Met drie vingers neemt hij voorzichtig een rauw ei uit de hand van de ontwikkelaar Peter Post en geeft het voorzichtig door aan Markus Fischer - bijna net zo elegant als zijn biologische rolmodel.
De filigrane en vloeiende bewegingen worden mogelijk gemaakt door de ingenieuze constructie van de bionische handling-assistent. "De plastic stam bestaat uit balgconstructies die aan elkaar zijn bevestigd, een beweegbare handas en een grijper met drie vingers", legt Dr.-Ing uit. Post, die het onderzoeks- en ontwikkelingsproject bij Festo leidt. De constructie-elementen zijn flexibel en kunnen met perslucht worden verplaatst. Als er lucht naar binnen wordt gepompt, zetten de balgstructuren uit als een accordeon. De hightech kofferbak is uitschuifbaar van 70 tot 110 centimeter.
De drie vingers van de stam zijn ook gemodelleerd naar een biologisch model: de staartvin van een forel. Het bijzondere: als je met je vinger licht tegen deze "FinGrippers" drukt, buigen ze niet weg in de richting van de druk, maar bewegen ze naar de vinger.
De afzonderlijke constructie-elementen van de flexibele arm worden generatief vervaardigd. Daarom is de kunststof koffer bijzonder licht en zacht. De componenten van de hightech kofferbak zijn laag voor laag opgebouwd uit fijn polyamidepoeder direct vanuit de ontwerpdata. »Een laserstraal smelt het poeder specifiek op de aangegeven punten. Het geheel werkt in principe op dezelfde manier als een printer, maar dan in drie dimensies, «legt Andrzej Grzesiak van de IPA uit. Het grote voordeel: "Generative manufacturing" kan worden gebruikt om complexe geometrieën en interne structuren te produceren. Er hoeft niets meer in elkaar te worden gezet - de componenten worden in een enkele werkstap gemaakt.
Hoewel de flexibele arm slechts 1,8 kilogram weegt, kan hij tot 500 gram tillen. Ter vergelijking: conventionele industriële robots kunnen slechts ongeveer een tiende van hun gewicht verplaatsen. Nog een voordeel van de nieuwe »derde hand«: het systeem is bijzonder licht en elastisch omdat het, in tegenstelling tot klassieke robots, niet van metaal maar van kunststof is en werkt met perslucht. Dit maakt een unieke samenwerking tussen mens en technologie mogelijk. “Eigenlijk is het gevaarlijk om in de buurt van dynamisch werkende machines te werken. Het was ons doel om een handlingsysteem te creëren dat inherent flexibel is - dat betekent dat mensen op elk moment zonder risico met dit systeem kunnen werken ”, zegt Markus Fischer, hoofd Corporate Design bij Festo. De "derde hand" kan overal worden gebruikt waar mensen mechanische ondersteuning nodig hebben: als oogsthulp in de landbouw, bij het inpakken van gevoelige goederen of in autowerkplaatsen, bij revalidatie of zelfs in het huishouden.
Voor de ontwikkeling van de "olifantenslurf - een hoogtechnologische hulp voor industrie en huishouden", heeft Dr.-Ing. Peter Post, Dipl.-Ing. Markus Fischer en Dipl.-Ing. Andrzej Grzesiak ontving de Duitse Toekomstprijs 2010. Bondspresident Christian Wulff eerde de wetenschappers op 1 december met de onderscheiding. De prijs is begiftigd met 250 euro.
Bron: Stuttgart [IPA]
