Greifen aus der Luft

Artikel vom 29. April 2016 

Das FreeMotionHandling verbindet die Themen Fliegen und Greifen

Libellenflügel und Chamäleonzungen haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Als bionische Projekte lassen sie sich jedoch zu einem einzigartigen Technologieträger kombinieren: Dem FreeMotionHandling aus dem Bionic Learning Network von Festo. Es verbindet die Themen Fliegen und Greifen und ermöglicht das flexible Aufnehmen, Transportieren und Ablegen von Objekten in der Luft.

Das Indoor-Flugobjekt besteht aus einem ultraleichten Karbonring mit acht Propellern, in dessen Mitte eine drehbare Heliumkugel mit integriertem Greifelement sitzt. Dank der intelligenten Bordelektronik und dem eingesetzten Indoor-GPS kann die Kugel autonom in alle Richtungen manövrieren, Gegenstände eigenständig aufnehmen und an geeigneter Stelle abgeben.

Libellenflügel als Vorbild

Bewegt wird sie dabei von den kleinen, adaptiven Propellern, deren Funktionsprinzip den Flügeln einer Libelle nachempfunden ist. Mit ihrer flexiblen Membran können sie für den gleichen Schub in beide Drehrichtungen sorgen. Die Entwickler führten das Flügelprinzip der künstlichen Libelle aus dem Projekt BionicOpter (2013) weiter und übertrugen es auf die Antriebe, die nun auch beim FreeMotionHandling zum Einsatz kommen.

FreeMotionHandling und BionicOpter
FreeMotionHandling und BionicOpter

Greifen mit Zungenschlag

Für die Greifmechanik des FreeMotionHandling stand die Zunge des Chamäleons Pate. Nach seinem Wirkungsprinzip haben die Ingenieure im Bionic Learning Network bereits im vergangenen Jahr einen Greifer entwickelt, der sich flexibel und formschlüssig über das jeweilige Greifgut stülpt und sogar mehrere Gegenstände in einem Vorgang aufsammeln kann. Das Prinzip dieses FlexShapeGrippers nutzt nun auch das FreeMotionHandling, um Objekte zu greifen und festzuhalten.

FreeMotionHandling und FlexShapeGripper
FreeMotionHandling und FlexShapeGripper

Steuerung mit Indoor-GPS

Auch die fliegende Heliumkugel selbst ist eine Weiterentwicklung aus einem früheren Bionik-Projekt, den eMotionSpheres, die ebenfalls mit den adaptiven Propellern angetrieben wurden. Statt aber direkt an der Kugel befestigt zu sein, sind die Propeller nun an einem filigranen Karbonring angebracht, der auch ohne die Heliumkugel flugfähig ist. Ebenfalls im Projekt eMotionSpheres entwickelten die Ingenieure ein Indoor-GPS, das mehrere Flugobjekte kollisionsfrei und koordiniert in einem abgesteckten Luftraum bewegen konnte. Dieses Navigationssystem macht sich jetzt auch das FreeMotionHandling zunutze.

Kombination schafft neue Möglichkeiten

Das FreeMotionHandling zeigt, wie sich aus dem Zusammenspiel bereits bekannter Technologien ein ganz neuer Lösungsansatz ergibt, was völlig neue Perspektiven für den Arbeitsraum der Zukunft eröffnet. Dort könnte die frei bewegliche und nachgiebige Kugel dem Menschen als fliegendes Assistenzsystem dienen und ihn entlasten – zum Beispiel bei Arbeiten über Kopf oder in großer Höhe.