Deutscher Zukunftspreis 2010
Hightech-Helfer mit Elefantenrüssel

Roboter und menschliche Kollegen können kaum gemeinsam arbeiten,

dafür sind die maschinellen Arbeiter zu plump und unsensibel. Neue me-

chatronische Assistenten können dagegen zu echten Helfern werden.

Dr.-Ing. Peter Post, Dipl.-Ing. (FH) Markus Fischer und Dipl.-Ing. (FH) Andrzej
Grzesiak haben sich die Natur zum Vorbild genommen: Indem die Forscher –
nach dem Prinzip der Bionik – natürliche Konstruktionsprinzipien auf ein Assis-
tenzsystem übertrugen und weiterentwickelten, schufen sie ein einzigartiges
Handhabungssystem mit fast menschlicher Leichtigkeit, Geschicklichkeit und
Flexibilität. Es kann Menschen behutsam und gefahrlos zur Hand gehen.

Peter Post leitet das Forschungs- und Entwicklungsprojekt bei Festo. Markus
Fischer ist für das Corporate Design bei dem Esslinger Maschinenbauunter-
nehmen verantwortlich – und etablierte 2006 das Festo Bionic Learning
Network, in dem Unternehmen und Hochschulen gemeinsam technische
Konzepte nach dem Vorbild der Natur realisieren. Andrzej Grzesiak ist Ko-
operationspartner dieses Projekts und Leiter der Gruppe Generative Ferti-
gung am Fraunhofer-Institut für Automatisierung und Produktionstechnik IPA.

Gewinner-Team des Deutschen Zukunftspreises 2010:  Dipl.-Ing. (FH) Markus Fischer und Dr.-Ing. Peter Post (Sprecher) von der  Festo AG & Co. KG, Esslingen, sowie Dipl.-Ing. Andrzej Grzesiak (Fraunho-  fer-Institut für Automatisierung und Produktionstechnik IPA, Stuttgart) (v.li.)

Der Prototyp des "Bionischen Handling-Assistenten", den die drei nominierten
Forscher entwickelt haben, ähnelt einem Elefantenrüssel. Er besteht aus einem
künstlichen Rüssel, einem Handgelenk und einem Greifer mit drei Fingern. Ein
Novum ist seine enorme Nachgiebigkeit. So passen sich die Finger von selbst
an jeden gegriffenen Gegenstand an, und der Greifer ist in der Lage, die aus-
geübte Kraft sehr fein zu dosieren. Die Bewegungen der künstlichen Gliedmaße
werden durch ein ausgeklügeltes pneumatisches System angetrieben. Durch seine außergewöhnliche Feinfühligkeit kann der mechanische Assistent mit rohen Eiern, Tomaten oder einem Glas Wasser ebenso so sachte umgehen wie mit Tieren oder Menschen.

Die ausgeprägte Anpassungsfähigkeit des neuartigen Roboterarms beruht unter anderem auf einer extremen Leichtbauweise. Sie wurde möglich durch ein 3D-Druckverfahren, mit dem die Forscher den gesamten Handling-Assistenten einschließlich Greifer und allen beweglichen Teilen gefertigt haben. Bei diesem Verfahren werden Schritt für Schritt dünne Pulverschichten eines biegsamen Kunststoffs übereinander aufgetragen und mithilfe von Laserlicht verschmolzen. Auf aufwendige Montageprozesse sowie auf schwere Bauteile konnten Peter Post, Markus Fischer und Andrzej Grzesiak dadurch verzichten.

Der Prototyp des Bionischen Handling-Assistenten ist
ein Baumuster für Assistenzsysteme, die künftig äl-
tere oder kranke Menschen im Alltag unterstützen
sollen – zum Beispiel, indem sie ihnen Speisen, Ge-
tränke oder Medikamente holen und reichen. Senio-
rinnen und Senioren sollen so länger unabhängig in
ihren eigenen vier Wänden leben und gewännen
dadurch an Lebensqualität.

Andere Anwendungsmöglichkeiten bieten sich in der
Landwirtschaft und Industrie – etwa beim Sortieren
von Blumenzwiebeln, bei der Obsternte oder als Be-
standteil von Melksystemen. Einsatzgebiete als Hel-
fer für Tätigkeiten in der Industrie findet der Bionische Handling-Assistent bei-
spielsweise an Stellen, die für Menschen nur schwer zugänglich sind – als
Montagehelfer oder bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten.


Fotos: Ansgar Pudenz/Deutscher Zukunftspreis