Mit Pinguin auf der Expo 2010 in Shanghai

Das übergreifende Thema des deutschen Pavillons auf der Expo 2010 in Shanghai lautet „eine Stadt in Balance“.

12. Mai 2010

Dabei geht es um den Ausgleich zwischen Innovation und Tradition, Stadt und Natur, Arbeit und Freizeit. Eines der in Shanghai mit neuartigen Ideen vertretenen deutschen Unternehmen ist Festo mit seinen bionischen Pinguinen und dem Tripod.

Die bionischen Pinguine veranschaulichen, was Lernen von der Natur bedeutet. Ein Novum in der Robotertechnik ist der in alle Richtungen bewegliche Rumpf. Um eine solche organische Formveränderung zu ermöglichen, hat Festo Kopf, Hals und Schwanzsegment mit einer neuartigen bionischen 3D- Struktur ausgestattet.

Sein biologisches Vorbild sind Fischflossen: Berührt man diese mit dem Finger, passen sie sich ihm an und versuchen, ihn zu umschließen. Mit dieser der Flosse nachgebauten dreidimensionalen Struktur mit Fin Ray Effekt (Flossenstrahlstruktur) bekommen nicht nur die künstlichen Pinguine den richtigen Dreh für die nächste Kurve. Was Festo mit seinen Aqua Penguins eindrucksvoll darstellt, lässt sich bei Handhabungsaufgaben konkret einsetzen. Der Fingripper greift damit sicher verschiedenste Bauteile – vergleichbar der menschlichen Hand. Dabei passen sich die drei Greiffinger dem zu greifenden Objekt flexibel und elastisch an. Verschiedene Bauteile oder sogar Agrarprodukte lassen sich so sicher handhaben, ohne ständig Spezialgreifer wechseln zu müssen.

Auch der bionische Tripod basiert auf der 3D-Struktur mit Fin Ray Effekt. So ist er dank seiner drei pyramidenförmig angeordneten Arme in der Lage, etwa einen Greifer innerhalb eines großen Arbeitsraumes zu positionieren. Er ist extrem leicht, hoch flexibel und einfach herzustellen. „Wir sparen hier bis zu 90 Prozent Gewicht ein“, erläutert Markus Fischer, Leiter Corporate Design bei Festo. „Dies wirkt sich direkt auf den Energieverbrauch aus, da weniger Masse zu bewegen ist. Die Bionik öffnet hier der Energieeffizienz die Tür.“

Interessante Ansatzpunkte ergeben sich auch hinsichtlich der Steuerungstechnologien. Als Stichpunkt sei hier nur das kollektive Verhalten sich selbst steuernder, autonomer Systeme genannt, wie dies bei dem Technologieträger Aqua Penguin demonstriert werden kann. Die Bionischen Pinguine sind als autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) ausgebildet, die sich im Wasser-Bassin eigenständig orientieren, selbständig navigieren und im Gruppenverband unterschiedliche, variable Verhaltensmuster ausbilden.

Sie können auf engstem Raum manövrieren, bei Bedarf auf der Stelle wenden und – anders als ihre biologischen Vorbilder – sogar rückwärts schwimmen. 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.

„Die Natur hat viele Probleme ideal gelöst. Durch Übertragung solcher Erkenntnisse und deren Umsetzung in der Biomechatronik versuchen wir unsere Produkte noch effizienter und intelligenter zu machen“, erklärt Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender und Vorstand Technology and Market Positioning der Festo AG.