Landschildkröten bewegen sich im Kreuzgang mit schlängelnden Bewegungen fort und tragen ihren Panzer über dem Boden. Bei Befüllung mit Druckluft drückt der BionicTurtleWalker seine diagonal liegenden Beine zeitgleich nach unten und schiebt sich nach vorne – wie sein natürliches Vorbild. Herzstück des BionicTurtleWalker ist ein pneumatisches Logikmodul, das von der Plant Biomechanics Group des Botanischen Gartens Freiburg und dem Cluster of Excellence „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)“ der Universität Freiburg entwickelt wurde.
Diese „Schaltzentrale“ der Schildkröte übernimmt die Aufgaben, die in pneumatischen Systemen sonst von Ventilen und elektrischen Steuerungen ausgeführt werden. So kann sie die Bewegungen der vier Beine präzise schalten und benötigt dafür nur einen Schlauch-Anschluss nach außen für die Druckluft-Versorgung.
Die entwickelten pneumatischen Logikmodule haben mehrere Vorteile gegenüber klassischen Systemen. Sie bestehen aus zwei Ventilkammern mit denen Boolesche Operationen durchgeführt werden können.
Durch ihr Design können sie direkt aus flexiblem Material additiv gefertigt und mit geringem pneumatischem Drücken betrieben werden, was Produktionskosten, Systemkomplexität und Betriebskosten stark verringert.
Everything,from the armour to the pneumatic logic module to the legs of the BionicTurtleWalker, is 3D printed and made of thermoplastic polyurethane (TPU). This material combines the properties of rubber and polymer, making it durable, flexible and yet robust. As a result, the logic module can withstand up to 900 kg of surface loads.
This allows it to deform and then return to its original state. What’s more, the TPU can be melted down and reused, in keeping with the concept of the circular economy.
The technology of pneumatic logic modules made from TPU is also suitable, for example, for applications where people and robots work together. By combining several modules, it was possible to produce pneumatic control elements for pneumatic soft robots that can have any number of degrees of freedom.
This results in numerous application areas. One module alone can control the opening and closing of a pneumatic gripper, for example. For more complex applications, modules can be combined and produced as a single block or integrated directly into soft robots.
The BionicTurtleWalker is part of the Incredible Machine,the anniversary exhibit celebrating 100 years of Festo. It works on the principle of a Rube Goldberg machine, in which one movement triggers the next. The Incredible Machine demonstrates the history of automation technology from the past to the present and reflects our wide range of competencies and our comprehensive expertise.