Informatici van de TU Darmstadt ontwikkelden in een samenwerkingsverband een nieuwe robotarm, die functioneel afgekeken is van het menselijk spier- en zenuwstelsel. Deze nieuwe aandrijving verhoogt de passieve veiligheid van de constructie van de robot, zodat deze ook zonder afscherming in de directe omgeving van de mensen kan worden gebruikt.
Omdat robots ook snel en nauwkeurig moeten bewegen moeten uitvoeren als ze zware lasten dragen, worden ze massief geconstrueerd. Dit zorgt voor grote te bewegen massa’s en dus ook voor krachtige aandrijvingen. De star gebouwde onderdelen leveren tijdens bedrijf, bij een botsing met een werknemer, echter gevaren op en moeten daarom worden afgeschermd. De TU Darmstadt coördineert een door het Duitse Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen ondersteund project om tot lichtere en veiliger robots te komen. Aan her onderzoek werken ook de Universiteit van Saarland, Tetra in Ilmenau (sensoren, robots en automatisering) en het Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik mee.
Aandrijving
“Wij ontwikkelen een bionische arm die driedimensionaal elastisch wordt aangedreven. De elastische functie van zenuwen en spieren worden overgenomen door aan beide zijden geplaatste voorgespannen veren. De aandrijving gebeurt met elektromotoren, die de scharnieren via de veren bewegen. Het resultaat is een radicale verandering van paradigma bij robotica, aldus Prof. von Stryk van het Fachgebiet Simulation und Systemoptimierung aan de TU Darmstadt. “Bij onze bionische robotarmen wordt gerichte elasticiteit in de constructie ingebouwd, want door deze ophanging van de delen worden ze juist ontlast en buigen minder snel. Daarom kan een lichtgewicht constructie worden toegepast. Door gebruik te maken van standaardcomponenten wordt de nieuwe robotgeneratie, bij voldoende aantallen, bovendien economischer in serieproductie en onderhoud. Ook de dure extra sensoren, die dreigende botsingen moeten verhinderen, zijn overbodig geworden.”
De door de TU Darmstadt ontwikkelde prototypen werken: eentje poot plantenstekken, een tweede neemt biologische proeven en slaat deze op bij diepvriestemperaturen en een derde is in de productie ingezet bij kleine belastingen. Vooral deze kleine productierobots zijn voor kleine en middelgrote ondernemingen zeer interessant. Eind dit jaar kunnen de eerste bionische robots op de markt komen.
Marktpotentie
De lichte en elastische constructie beperkt niet alleen de kosten, maar maakt het ook mogelijk dat mens en robot naast elkaar in een productiehal werken. Bij onverhoopte botsingen ontstaat door de elasticiteit van de machine geen groter gevaar voor de medewerker. In deze mens-robot samenwerking zit een grote marktpotentie, omdat de robots nu in de productie als ‘derde arm’ van de arbeider kunnen worden gebruikt. Alleen al in de EU worden naar vewachting binnen drie jaar ongeveer 350.000 nieuwe industriële robots geïnstalleerd, wereldwijd kunnen in hetzelfde tijdvak minstens 35.000 servicerobots in de directe omgeving van mensen functioneren.
Er zouden zelfs nieuwe banen kunnen ontstaan door de ingebruikname van deze robots, zoals bij plantende robots. Door de hoge lonen hier hebben de kwekers het planten van boomstekken veelal in het buitenland ondergebracht. Met de bionische robot kan deze arbeidstap teruggehaald worden, waarbij de kosten voor transport worden uitgespaard en er geen problemen meer ontstaan door import van ziekten en insecten.
