17.Apr.2009

Effizienz in Motion und Handhabung
Festo kombiniert Bionik mit Automation

Teil 2: AquaPenguin - Technologieträger als autonomes Unterwasserfahrzeug

Die bionischen Pinguine veranschaulichen, was Lernen von der Natur bedeutet. Durch die Kombination innovativer Materialien und unterschiedlicher Konstruktions- und Funktionsprinzipien können neue Gestaltungsräume erschlossen und für die Automatisierungstechnik genutzt werden. Die bionischen Pinguine orientieren sich als autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) eigenständig, navigieren selbständig und zeigen im Verband mit anderen AUV unterschiedliche Verhaltensmuster. Von der Natur übernommen wurden der strömungsgünstige Körper und der Flügelantrieb.

Die Roboter-Pinguine können auf engstem Raum manövrieren, bei Bedarf auf der Stelle wenden und – anders als ihre Vorbilder aus der Natur – sogar rückwärts schwimmen.

Als absolutes Novum in der Robotertechnik bezeichnet Festo den in alle Richtungen beweglichen Rumpf. Um diese „organische“ Formveränderung zu ermöglichen, wurden Kopf, Hals und Schwanzsegment mit einer neuartigen „3D-Fin Ray“-Struktur ausgestattet. Damit wurde die von der Schwanzflosse eines Fisches abgeleitete Fin Ray-Struktur zum ersten Mal auf den dreidimensionalen Raum erweitert.

Die Servomotoren und die Steuerelektronik sind im trockenen Hauptsegment des Rumpfes untergebracht. Eine intelligente 3D-Sensorik unterstützt die Manöver. Zur Analyse des Umfeldes haben die Pinguine ein spezielles 3D-Sonar, das mit breitbandigen Ultraschall-Signalen arbeitet. Die Technologie-Paten dafür waren Delfine und Fledermäuse.

Auch die intelligente Sensorik bietet neue Anwendungsfelder. Das schnelle und exakte Regeln erlaubt dem AquaPenguin ein kollisionsfreies Schwimmen in der Gruppe inklusive Höhenregelung, Druckausgleich, Temperaturkompensation und Lagestabilität. Die Übertragung auf die Automatisierungstechnik findet man analog dazu in neuen Proportional-Druckregelventilen für die Servopneumatik.