Schildpadden bewegen zich op het land in een kriskraspatroon. Wanneer de BionicTurtleWalker met perslucht wordt gevuld, drukt hij zijn diagonaal geplaatste poten tegelijkertijd naar beneden en duwt hij zichzelf naar voren - net als zijn natuurlijke model. De kern van de BionicTurtleWalker is een pneumatische logische module die is ontwikkeld door het Cluster of Excellence "Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)" van de Universiteit van Freiburg.
Pneumatische logische module
Dit "controlecentrum" van de schildpad voert de taken uit die anders worden uitgevoerd door ventielen en elektrische besturingen in pneumatische systemen. Hierdoor kunnen de bewegingen van de vier poten nauwkeurig worden geregeld en is er slechts één slang naar buiten nodig voor de persluchttoevoer.
De ontwikkelde pneumatische logische modules hebben verschillende voordelen ten opzichte van conventionele systemen. Ze bestaan uit twee klepkamers waarmee Booleaanse bewerkingen kunnen worden uitgevoerd.
Dankzij hun ontwerp kunnen ze rechtstreeks uit flexibel materiaal additief worden vervaardigd en met lage pneumatische druk worden bediend, wat de productiekosten, de complexiteit van het systeem en de bedrijfskosten aanzienlijk vermindert.
"Pneumatische logische besturing opent nieuwe toepassingsgebieden voor volledig flexibele robots waar conventionele, elektrisch gestuurde systemen zouden falen."
Dr. Falk Tauber, Cluster of Excellence livMatS Universiteit Freiburg
Flexibel maar robuust materiaal
Alles - van het pantser tot de pneumatische logische module en de benen van de BionicTurtleWalker - is in 3D gedrukt en gemaakt van thermoplastisch polyurethaan (TPU). Dit materiaal combineert de eigenschappen van rubber en Kunststof: Het is duurzaam, flexibel en toch robuust. De logische module is daarom bestand tegen belasting tot 900 kg.
Hierdoor kan de logische module vervormen en terugkeren naar zijn oorspronkelijke staat. In termen van de circulaire economie kan TPU worden omgesmolten en hergebruikt.
Vooruitzichten en potentieel
De technologie van pneumatische logische modules met TPU is bijvoorbeeld ook geschikt voor toepassingen waarbij mensen en robots rechtstreeks samenwerken. Door verschillende modules te combineren, kunnen pneumatische stuurelementen voor pneumatische zachte robots worden gemaakt die elk aantal vrijheidsgraden kunnen hebben.
Dit resulteert in talrijke toepassingsgebieden. Eén module alleen kan bijvoorbeeld het openen en sluiten van een pneumatische grijper regelen. Voor complexere toepassingen kunnen modules worden gecombineerd en als blok worden geproduceerd of rechtstreeks in deflectoren worden geïntegreerd.
"Als we lucht combineren met flexibele materialen, valt er nog veel te innoveren. Deze combinatie heeft het potentieel om robots nog levendiger te maken."
Sebastian Schrof, ontwerper in het Festo bionica team
Onderdeel van Incredible Machine
De BionicTurtleWalker maakt deel uit van de Incredible Machine,het jubileumtentoonstellingsstuk ter viering van 100 het bestaan van Festo. Het werkt volgens het principe van een Rube Goldberg machine, waarbij de ene impuls de volgende triggert. De Incredible Machine toont de geschiedenis van automatiseringstechniek van vroeger tot nu en weerspiegelt onze uiteenlopende vaardigheden en uitgebreide expertise.
