Bionik trifft auf Automation

Von Elefant und Oktopus lernen

10. Oktober 2017, 1:00 Uhr | Günter Herkommer

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Leichtbauarm mit zwölf Freiheitsgraden

Ein weiterer Leichtbauroboter, der im Bionic Learning Network entwickelt wurde, ist der ebenfalls pneumatische BionicMotionRobot. Dieser ahmt die fließenden Bewegungsabläufe eines Elefantenrüssels beziehungsweise von Oktopus-Tentakeln mit seiner flexiblen pneumatischen Balgstruktur und einer entsprechenden Ventil- und Regelungstechnik nach. Das Konzept der nachgiebigen Kinematik basiert auf dem Bionischen Handling-Assistenten aus dem Jahr 2010, für den die Forscher damals mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet wurden.

Innenleben des pneumatischen Roboterarms, Festo
Modularer Aufbau: ein Blick ins Innen­leben des pneumatischen Roboterarms.
© Festo

Der Arm des BionicMotionRobot besteht aus insgesamt drei flexiblen Grundsegmenten, die jeweils von vier pneumatischen Faltenbälgen bewegt werden. Die komplexe Steuerung und Regelung der zwölf flexiblen Balgstrukturen übernimmt ebenfalls ein Motion Terminal. Ein optischer Formsensor entlang der Längsachse des Systems erfasst dabei Position, Form und Interaktionen der kompletten Kinematik. Durch diesen modularen Aufbau kann der Roboterarm gleichzeitig drei verschiedene Bewegungsrichtungen ausführen.

Die Faltenbälge sind aus robustem Elastomer. Jeder einzelne von ihnen ist mit einem speziellen 3D-Textil-Gestrick ummantelt, das in seiner Funktion eine verblüffende Parallele zur Natur aufweist: Ähnlich den Muskelfasern in einem Oktopus-Tentakel sind seine Fäden so orientiert, dass sie eine Ausdehnung der Balgstrukturen in die gewünschte Bewegungsrichtung erlauben und gleichzeitig in die anderen Richtungen begrenzen. Dank dieser neuartigen Fasertechnologie lässt sich  Festo zufolge erst das Kraftpotenzial der gesamten Kinematik ausschöpfen. Konkret hat der bionische Roboterarm eine Tragkraft von knapp drei Kilogramm – bei etwa demselben Eigen-gewicht. Seine Bedienung erfolgt ebenfalls intuitiv beziehungsweise per Teachen über ein eigenes grafisches User Interface. Anschließend lassen sich die definierten Arbeitsschritte per Drag & Drop in einer Zeitleiste beliebig aneinanderreihen. Dabei wird der komplette Bewegungsablauf virtuell abgebildet und gleichzeitig simuliert.


  1. Von Elefant und Oktopus lernen
  2. Leichtbauarm mit zwölf Freiheitsgraden
  3. Kombination aus Kraftschluss und Unterdruck

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