Elefantenrüssel war Vorbild für bionisches Handhabungssystem

Bundespräsident Christian Wulff zeichnete im Rahmen einer feierlichen Preisverleihung Dr. Peter Post und Markus Fischer von Festo, Esslingen, sowie Andrzej Grzesiak vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart, mit dem mit 250 000 Euro dotierten Deutschen Zukunftspreis 2010 aus. Das Forscherteam entwickelte im Rahmen des Festo Bionic Learning Network den bionischen Handling-Assistenten – ein flexibles Assistenzsystem nach dem Vorbild eines Elefantenrüssels, das Mensch und Maschine ermöglicht, gefahrlos und effizient in einem Team zusammenzuarbeiten. Denkbar sind daher Anwendungsgebiete im Bereich der Industrie, in der Landwirtschaft, im häuslichen Umfeld oder gar in der Pflege.

Mit dem Deutschen Zukunftspreis, dem Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, werden seit 1997 jährlich Forscher und Entwickler ausgezeichnet, die mit Kreativität und Wissen Innovationen entwickeln und so den Menschen dienen, das Leben verbessern und zur Zukunftsfähigkeit beitragen. Die Auszeichnung ist ein bedeutender Wissenschaftspreis in Deutschland.

„Mit dem bionischen Handling-Assistent wird für uns eine Vision Wirklichkeit: Erstmals ist eine völlig gefahrlose Kooperation von Mensch und Maschine möglich. Daher eröffnet der bionische Handling-Assistent vielfältige Einsatzmöglichkeiten als Hightech-Helfer für Industrie und Haushalt“, erläutert Dr. Peter Post, Leiter der Forschung bei Festo und Projektsprecher des Entwicklungsteams. „Die Innovation liegt in der einzigartigen Mensch-Maschine-Kooperation und der Nachgiebigkeit des Systems. Denn im Falle einer Kollision kommt die natürliche Nachgiebigkeit zum Tragen: zum einen, weil der Assistent aus leichtgewichtigem Kunststoff und nicht aus schwerem Stahl oder Aluminium besteht. Zum anderen, weil er über Druckluft betrieben und von einer intelligenten Steuerung geregelt wird.“

„Bei diesem Projekt hat uns der Elefantenrüssel fasziniert. Dieser hat über 40 000 einzelne Muskelfasern und kann sich in jede Richtung frei bewegen. Das hat uns zu einem Handhabungssystem inspiriert, das viel weiter geht als das, was bisher in der Industrieautomatisierung vorhanden war, “ erklärt Markus Fischer, Leiter Corporate Design bei Festo. Er etablierte 2006 das Bionic Learning Network, in dem Unternehmen und Hochschulen gemeinsam technische Konzepte nach dem Vorbild der Natur realisieren.

Als Projekttreiber des Assistenten holte sich das Unternehmen Rat beim Fraunhofer IPA. Andrzej Grzesiak brachte zum Assistenten zwei Lösungen ein: „Die Forschung und Entwicklung, einen Faltenbalg als Antrieb zu nutzen und die Technologie der generativen Fertigung ist der Anteil des Fraunhofer IPA.“ Das Produkt-Design seitens Festo sowie das Design for Additive Manufacturing des IPA wurden dabei gemeinsam in den bionischen Handling-Assistenten überführt.

Durch die Nutzung bionischer Strukturen sowie den Einsatz der Mechatronik und generativer Fertigungstechnologie wurde hier eine zukunftsweisende Basisinnovation geschaffen, die nicht nur die Automatisierungswelt nachhaltig beeinflusst.

„Forschung braucht nachhaltiges Engagement, die richtigen Partner und Visionen. Wir freuen uns sehr, dass Forschern von Festo im Team mit Fraunhofer IPA diese hohe Auszeichnung zuteil wird. Der bionische Handling-Assistent ist eine zukunftsweisende Basisinnovation, verbunden mit einem nachhaltigen Nutzen für unsere Gesellschaft. Dies zeigt einmal mehr, wie wichtig die Zusammenarbeit von Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit führenden Unternehmen der Industrie ist. Der bionische Handling-Assistent ist eine tolle Teamleistung entstanden in unserem Bionic Learning Network“, freute sich Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Festo AG für das Entwicklerteam.

„Sieht man die Interdisziplinarität in der Entwicklung des bionischen Handling-Assistenten, so wird klar, dass viele Abteilungen bei Festo Hand in Hand zusammengearbeitet haben, um komplexe Sachverhalte wie beispielsweise die Steuerung und Regelung zu lösen“, verdeutlicht Post. Darüber hinaus betont Fischer: „Insbesondere die effiziente Zusammenarbeit mit Hochschulen ergab im Vorfeld des Designs viele Ergebnisse, die im Aufbau des Systems berücksichtigt wurden.“ Ebenso wirkte die Kooperation mit Fraunhofer IPA vielschichtig. „Die Nutzung generativer Fertigungstechnologien zusammen mit der Ausarbeitung aller Eigenschaften des bionischen Handling-Assistenten ist ein fließender Prozess, der sich einzeln nicht separieren lässt“, so Grzesiak. Aus diesem Grund zählt die Entwicklungsmannschaft zum bionischen Handling-Assistenten rund 30 Köpfe.