Bionic at his best 31.03.2015, 06:42 Uhr

Festo präsentiert Roboter-Armee der kooperierenden Ameisen

Es ist schon fast eine Art von Tradition: Auf der Hannover Messe präsentiert die Automatisierungsfirma Festo Roboter, die dem Reich der Tiere entstammen. Nach Libellen, Quallen und Kängurus trumpfen die Tüftler aus Esslingen in diesem Jahr mit einem Schwarmtier auf: der Ameise.

Sehen beeindruckend gefährlich aus, die Roboter-Ameisen von Festo, die das Unternehmen auf der Hannover Messe präsentiert.

Sehen beeindruckend gefährlich aus, die Roboter-Ameisen von Festo, die das Unternehmen auf der Hannover Messe präsentiert.

Foto: Festo

Sie wirken schon gespenstisch echt, die bionischen Roboter-Ameisen, die die innovative High-Tech-Schmiede Festo aus dem schwäbischen Esslingen am Neckar in diesem Jahr auf der Hannover-Messe vom 13. bis zum 17. April 2015 präsentiert.

Sie ziehen und schieben an einem blauen Objekt, bis sie es an die Bande des Spielfelds bewegt haben: Die perfekte Nachahmung der natürlichen Vorbilder. „Sie kommunizieren miteinander und stimmen ihre Handlungen und Bewegungen aufeinander ab“, schreibt Festo. „Dank dieser intelligenten Arbeitsteilung können sie effizient Lasten befördern, die eine einzelne Ameise nicht bewegen könnte.“

Bestückt mit sichtbaren räumlichen Leiterbahnen

Die knapp 14 Zentimeter großen Roboter bestehen aus lasergesinterten Polyamid, die Fühler sind aus Federstahl gefertigt. Die elektrischen Schaltungen sind auf der Oberfläche der Bauteile angebracht. Durch eine spezielle als 3D-Molded Interconnect Devices bezeichnete Technologie entstehen sichtbare räumliche Leiterbahnen, die als Schaltungsträger für elektronische und mechatronische Baugruppen dienen und völlig ohne Kabelverbindungen funktionieren.

Die elektrischen Schaltungen sind auf der Oberfläche der Bauteile angebracht. 

Die elektrischen Schaltungen sind auf der Oberfläche der Bauteile angebracht.

Quelle: Festo

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Dadurch übernehmen diese gleichzeitig konstruktive und elektrische Funktionen. „So können alle technischen Komponenten im oder auf dem Körper der Ameise verbaut und exakt aufeinander abgestimmt werden“, so Festo. „Nach Inbetriebnahme ist keine Steuerung von außen mehr erforderlich.“ Angst vor diesem robotischen Ameisenschwarm muss aber niemand haben, denn die künstlichen Tiere werden permanent über Funk überwacht.

Nach 40 Minuten an die Ladestation

Die krabbelnden Roboter haben zwei Lithium-Polymer-Akkus im mittleren Körpersegment an Bord. Deren Power reicht für 40 Minuten, dann müssen die Tiere über ihre Fühler den Kontakt zur Ladestation aufnehmen.

Gemeinsam sind wir stärker: Die BionicAnts bewegen Objekte, die sie alleine niemals bewegen könnten. Genauso, wie die echten Ameisen fette Käfer in ihren Bau befördern.

Gemeinsam sind wir stärker: Die BionicAnts bewegen Objekte, die sie alleine niemals bewegen könnten. Genauso, wie die echten Ameisen fette Käfer in ihren Bau befördern.

Quelle: Festo

Die Augen der Ameisen sind eine 3D-Stereokamera, mit der der Roboter seine Umgebung erkennen kann. Ein optischer Sensor am Unterbauch erkennt an der Bodenstruktur, wie sich die Ameise relativ zum Untergrund bewegt. Das funktioniert im Prinzip genauso wie bei einer optischen Computermaus. Beide Erkennungssysteme ermöglichen gemeinsam, dass jede Ameise ihre Position kennt, wenn die Sicht gerade subobtimal ist.

Festo setzt auf die Piezotechnologie

Für die Fortbewegung der Roboter-Ameisen nutzt Festo die Piezotechnologie. So sorgen für die Bewegungen des detailgetreu nachempfundenen Mundwerkzeugs zwei piezokeramische Biegewandler, die als Aktoren im Kiefer integriert sind und so das Greifen von Gegenständen ermöglichen. Wenn die Plättchen mit Spannung belegt werden, verformen sie sich und geben die Bewegungsrichtung mechanisch an die Greifzangen weiter.

Die knapp 14 Zentimeter großen Roboter bestehen aus lasergesinterten Polyamid, die Fühler sind aus Federstahl gefertigt. 

Die knapp 14 Zentimeter großen Roboter bestehen aus lasergesinterten Polyamid, die Fühler sind aus Federstahl gefertigt.

Quelle: Festo

Auch die sechs Beinchen der Ameise werden piezoelektrisch bewegt. In jedem Oberschenkel sind drei piezokeramische Biegewandler verbaut, die Aktor und konstruktives Bauteil zugleich sind. Der oben liegende Biegewandler sorgt durch Verformung unter Spannung dafür, dass die Ameise das Bein anhebt. Die beiden darunter angebrachten Wandler sorgen für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Beines.

Technik abgekupfert von der Natur

BionicANTs hat Festo seine Roboter-Ameise genannt, wobei das englische Wort Ant für Ameise gleichzeitig für Autonomous Networking Technologies steht. Denn genau das sind die künstlichen Roboter: Autonom agierende Wesen, die gemeinsam an der Lösung einer gestellten Aufgabe arbeiten. Alle Wesen stehen über ein Funkmodul am Rumpf miteinander in Kontakt. „Auf abstrahierte Art und Weise liefert dieses kooperative Verhalten interessante Ansätze für die Fabrik von morgen“, so Festo.

Hochintegrierte Bauteile: Die bionische Ameise verfügt über konstruktive und elektrische Funktionen in einem.

Hochintegrierte Bauteile: Die bionische Ameise verfügt über konstruktive und elektrische Funktionen in einem.

Quelle: Festo

Die Ingenieure aus Esslingen sind schon mit künstlichen Kängurus, Roboter-Libellen und Quallen in Erscheinung getreten. Immer mit dem Ziel, der Natur etwas abzuschauen, um daraus zu lernen. Und das haben die Festo-Ingenieure echt gut drauf.

 

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

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