Fisch, Qualle, Pinguin – die Natur soll den Weg für energieeffiziente Bewegungsabläufe in der Produktion weisen.
In der Automation werden Flexibilität, Leichtigkeit in Bezug auf die zu bewegende Masse und Energieeffizienz immer wichtiger. Die Natur zeigt in den vielfältigsten Beispielen wie man mit einem Minimum an Energieverbrauch ein Maximum an Leistung erzielen kann.
Es gibt einige Unternehmen, die daran forschen und neue Wege für nachhaltige Produktentwicklung gehen. So wurden aus bionischen Konstruktionsansätzen für die Handhabungsindustrie neue Greifertechnologien für das flexible adaptive Greifen entwickelt.
In der Biomechatronik sind neue Ansätze für die Steuerung und Regelung autonomer bionischer Systeme bis hin zu Smart System Integration und dem Einsatz modernster Kommunikationstechnologien in der Erprobung. In der Zukunft werden für die Automatisierung der Produktion autonome, flexible, adaptive und selbstregulierende Prozesse eine immer größere Bedeutung bekommen. Damit wird auch die Weiterentwicklung von Sensorik und Regelungstechnik auf dem Weg zu dezentralen und autonomen selbststeuernden und selbstorganisierenden Systemen über die Inspiration aus der Natur vorangetrieben.
Eines der Projekte ist „AquaPenguin“ ein Technologieträger als autonomes Unterwasserfahrzeug. Die bionischen Pinguine veranschaulichen, was Lernen von der Natur bedeutet. Durch die Verwendung innovativer technischer Materialien und die schöpferische Kombination unterschiedlicher Konstruktions- und Funktionsprinzipien können neue Gestaltungsräume erschlossen und für die Automatisierungstechnik nutzbar gemacht werden.
Die bionischen Pinguine sind als autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) ausgebildet, die sich im Wasser-Bassin eigenständig orientieren, selbstständig navigieren und im Gruppenverband unterschiedliche, variable Verhaltensmuster ausbilden. Von den Naturvorbildern wurden die strömungsgünstige Körperform und der elegante Flügelantrieb übernommen. Die Roboter-Pinguine können auf engstem Raum manövrieren, bei Bedarf auf der Stelle wenden und – anders als ihre biologischen Vorbilder – sogar rückwärts schwimmen.
Ein absolutes Novum in der Robotertechnik ist der in alle Richtungen bewegliche Rumpf. Um eine solche „organische“ Formveränderung zu ermöglichen, wurden Kopf, Hals und Schwanzsegment mit einer neuartigen Struktur ausgestattet. Damit wurde die von der Schwanzflosse eines Fisches abgeleitete Struktur zum ersten Mal auf den dreidimensionalen Raum erweitert. Die Servomotoren und die Steuerelektronik sind im trockenen Hauptsegment des Rumpfes untergebracht.
Die Manöver werden durch eine intelligente 3D-Sensorik unterstützt. Zur Analyse des Umfeldes wurden die Pinguine mit einem speziellen 3D-Sonar ausgestattet, das ähnlich den Delfinen und Fledermäusen mit breitbandigen Ultraschall-Signalen arbeitet. dz
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