Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPADo-it-yourself-Baukasten für die Soft-Robotik
Nachgiebig soll er sein und weich: der Roboter, der direkt mit Menschen zusammenarbeitet. Konventionelle Systeme sind dafür bisher zu unflexibel. Vielversprechende Lösungen sehen IPA-Wissenschaftler in der sogenannten Soft-Robotik. Für ein sicheres nachgiebiges Robotersystem haben sie Hardwaremodule entwickelt und diese als Baukasten der Öffentlichkeit bereitgestellt. Robotik-Forscher und -Entwickler können mit den Komponenten schnell und einfach eigene Robotersysteme umsetzen und dabei von dem Wissen einer wachsenden Entwickler-Community profitieren.
Mit dem Baukasten lassen sich Robotersysteme aufbauen, deren Komponenten biologischen Gliedern wie Armen und Beinen in Bauweise und Funktion nachempfunden sind. Sie haben karbonverstärkte »Knochen«, auf denen »Zugmuskeln« platziert werden, deren Kräfte über ein ausgeklügeltes System von »Sehnen« auf »Gelenke« übertragen werden. Durch Sensoren und eine lokale Signalverarbeitung können die Systeme Reize wahrnehmen und reflexähnlich auf ihre Umwelt reagieren.
Die Vorteile nachgiebiger Systeme
Wie bei ihrem menschlichen Vorbild können die Roboter Kraft speichern und Stöße abfedern. So sind sie für den Umgang mit unvorhergesehenen Einflüssen aus dem Umfeld, beispielsweise wenn sie von Hand bedient werden, ausgelegt und ermöglichen eine angenehmere und sicherere direkte Interaktion. Zukünftig kann diese Technologie in Bereichen, in denen Menschen und Maschinen gemeinsam agieren, wie der Haushalts- oder Rehabilitationsrobotik, genutzt werden.
Der Baukasten ist einsatzbereit
Das nach biologischem Vorbild inspirierte Robotersystem ist das Ergebnis des EU-Projekts »Myorobotics«, bei dem das Fraunhofer IPA für die Entwicklung der Hardware verantwortlich war. Im Februar 2015 endete das Projekt nach dreijähriger Laufzeit. Mit dem einsatzbereiten Baukasten haben die Wissenschaftler das Projekt erfolgreich abgeschlossen. Jetzt geht es darum, das Konzept einer breiten Öffentlichkeit vorzustellen sowie die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten aufzuzeigen und auszubauen.
Interessenten können ab Mitte März die technologischen Grundlagen wie z. B. Dateien für den 3D-Druck und die Bauanleitung für die Robotersysteme frei im Internet abrufen. Alternativ sollen auch fertige Hardwarekomponenten erworben werden können.
Breiter Anwenderkreis erwartet
Bei der Materialauswahl für den Baukasten haben die Wissenschaftler darauf geachtet, dass alles leicht verfügbar ist. Zudem sind die Robotersysteme einfach zusammenzubauen, sowie kostengünstig und modular aufgebaut, sodass die Anwender sie je nach individuellem Bedarf zusammenstellen können. Weil die Systeme leicht konfigurierbar und einfach handhabbar sind, ist nur wenig Robotik-Fachwissen erforderlich. Diese Eigenschaften machen die Systeme über die Robotik hinaus für einen größeren Anwenderkreis in der Forschung und Entwicklung interessant.
»Je größer der Anwenderkreis ist, umso mehr Rückmeldungen erhalten wir aus der Praxis«, freut sich Christophe Maufroy, Projektverantwortlicher am Fraunhofer IPA, auf die hoffentlich zahlreichen Erfahrungsberichte. »Das Ziel ist es, unser Know-how zu erweitern und die Technologie immer weiter auf die Bedürfnisse der unterschiedlichen Anwender anzupassen«, ergänzt Maik Siee, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung »Roboter- und Assistenzsysteme«, im Hinblick auf die zukünftige Entwicklung.