Von Kängurus richtiges Sprungverhalten lernen

Seit 1. Jänner 2014 ist Rainer Ostermann der neue Mann an der Spitze von Festo Österreich. Nach der erneuten Unterstützung des Robotik Award 2014 spricht der Country Manager über die neueste Entwicklung seines Hauses: Das BionicKangaroo.

futurezone: Herr Ostermann, als Country Manager sind Sie seit Anfang des Jahres Mitglied der Geschäftsleitung von Festo Österreich. Wie hat sich das Unternehmen seitdem verändert?
Rainer Ostermann: Festo ist ein Familienunternehmen. Tradition und Werte sind die Grundlage unserer mittlerweile rund 90-jährigen Erfolgsgeschichte, die ich fortsetzen möchte. Gerade diese Zuverlässigkeit und Kontinuität schätzen unsere Kunden an uns. Darüber hinaus ist natürlich der technologische Wandel unser steter Begleiter. Denken Sie zum Beispiel an Industrie 4.0. Die Chancen, die sich hier eröffnen sind noch gar nicht abzuschätzen. Aber der Trend geht klar in Richtung hocheffiziente Automationslösungen – an denen wir bei Festo bereits arbeiten.

Im April hat Festo einen neuen Roboter aus seinem Bionic Learning Network hervorgebracht, das BionicKangaroo. Warum wurde es nach Möwe, Elefantenrüssel und Libelle nun ein Känguru?
Wir forschen in verschiedenen Bereichen nach innovativen Bewegungsformen und Antriebskonzepten für die Zukunft. Die Vision von Industrie 4.0 lässt uns noch viel Platz für Ideen. Das Känguru eröffnet hier interessante Möglichkeiten. Wie sein natürliches Vorbild kann das BionicKangaroo die Energie bei der Landung zurückgewinnen, speichern und effizient im nächsten Sprung wieder einbringen. Schafft man es in weiterer Folge diesen Ansatz in die industrielle Fertigung zu übertragen, so kann das enorme Energieeinsparungen bedeuten.

Das BionicKangaroo folgt gestikulierenden Personen. Wie funktioniert das genau?
Das BionicKangaroo lässt sich mit einem speziellen Armband über Gesten steuern. Das Armband erkennt dabei die Muskelaktivitäten des Bedieners. Ein Lagesensor im Band erfasst zudem die Bewegungen des Arms, sendet diese Daten über Bluetooth an die kompakte Steuerung des künstlichen Kängurus und das tritt dann wiederum in Interaktion mit seinem Bediener. Blickt man in die Zukunft, eröffnet das interessante Möglichkeiten für die industrielle Automation. Denken Sie zum Beispiel an die enge Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, die für Industrie 4.0 vorhergesagt wird. Der Forschung und Entwicklung im Bereich der Schnittstelle Mensch/Maschine kommt da große Bedeutung zu.

Wieviele Sensoren und Motoren befinden sich an Bord des BionicKangaroo?
Als Antriebe kommen sowohl elektrische Motoren als auch Pneumatik zum Einsatz. Die Steuerung übernimmt eines unserer Systeme, das wir auch in der Industrieautomation einsetzen: CECC. Übrigens ein Produkt, das aus unserer Forschungseinheit in Wien stammt. Darüber hinaus gibt es drei Elektromotoren, zwei pneumatische Zylinder, zwei Schnellschaltventile, einen Lagesensor – ähnlich dem, wie er in Handys oder Flugzeugen zur Anwendung kommt – und einen unserer ebenfalls aus der Industrieautomation kommenden Drucktransmitter.

Wie lange kann das BionicKangaroo denn mit seinem internen Energiespeicher herumhüpfen?
Besonderes Augenmerk wurde auf die mobile Energieversorgung des künstlichen Kängurus gelegt. Wir haben dafür sogar zwei unterschiedliche Konzepte entwickelt. Im Körper ist dann entweder ein kleiner Kompressor oder ein Hochdruckspeicher eingesetzt. Beide liefern beim Sprung die benötigte Druckluft, die durch zwei unserer Magnetventile blitzschnell exakt dosiert wird. Als elektrischer Energiespeicher kommen Lithium-Polymer-Akkus zum Einsatz. In Abhängigkeit von der Intensität der Sprünge und dem verwendeten Druckluft-Konzept kann das BionicKangaroo bis zu 40 mal springen.

Wie lange hat die Entwicklung des BionicKangaroo gedauert?
Knapp zwei Jahre befasste sich ein Entwicklerteam aus dem Bionic Learning Network von Festo damit, das Sprungverhalten des natürlichen Kängurus realitätsnah nachzubilden und daraus zu lernen. Wir setzen dabei natürlich auch auf das Know-how aus unseren früheren Entwicklungen, zum Beispiel im Bereich Leichtbau. So wiegt unser Känguru, das aufgerichtet etwa einen Meter Groß ist, trotz der gesamten Technik an Bord nur etwa sieben Kilogramm.

Das BionicKangaroo soll ja auch Möglichkeiten für die Industrie-Automation aufzeigen. Welche der Erkenntnisse bei dem Roboter lässt sich am schnellsten in der Industrie umsetzen?
Das BionicKangaroo veranschaulicht neben der technischen Umsetzung der einzigartigen Sprungkinematik gleich mehrere Aspekte der integrierten Automation: Das System vereint seine Komponenten auf kleinstem Bauraum und die vielen Funktionen werden über eine hochkomplexe Steuerungs- und Regelungstechnik koordiniert. Das Prinzip der permanenten Diagnose ist in der Automation ein Garant für Betriebssicherheit und Prozessstabilität – ob bei bionischen Objekten oder im industriellen Alltag. Weitere interessante Ansätze für die Automatisierungstechnik von morgen sind das Konzept zur Rückgewinnung, Speicherung und effizienten Wiederverwendung der potenziellen Energie sowie die Energieversorgung dank Mobilpneumatik.

Festo präsentiert auch immer wieder interessante Entwicklungen aus seiner Sparte für Aus- und Weiterbildung – Festo Didactic. Darüber hinaus engagieren Sie sich in der Nachwuchsförderung. Für wie wichtig halten Sie den spielerischen Umgang mit Robotik?
Wir möchten die Neugier der Kinder wecken und die Scheu vor Technik nehmen, insbesondere auch bei Mädchen. Denn wir wissen heute, wie wichtig es ist, schon früh aufzuzeigen, wie viel Spaß Technik machen kann. Zudem warten in technischen Berufen später einmal top Chancen und spannende Karrieremöglichkeiten. Darum haben wir die Initiative Leonardino ins Leben gerufen, die Kinder spielerisch und mit Experimenten an Physik und die Technik heranführt. Für die deutlich Größeren gibt es zum Beispiel den Robotino. Das ist unser vielseitiger Lernroboter, der auch in Schulen und Universitäten zum Einsatz kommt. Da wird dann schon richtig programmiert, dennoch kommt der Spaß dabei nicht zu kurz. Lerninhalte merkt man sich dadurch einfach am besten und es spornt an.

Welche Tier-Roboter kann man als nächstes von Festo erwarten?
Nicht nur Tiere, auch der Mensch bietet als Vorbild interessante Ansätze für technische Lösungen. Die Natur hat im Laufe der Evolution viele ausgesprochen interessante Entwicklungen hervorgebracht. Wir müssen nur ganz genau hinschauen und unsere Entdeckungen dann in die Technik übertragen. Was wir da gerade im Fokus haben, wird jedoch noch nicht verraten. Das nächste bionische Studienobjekt präsentieren im April 2015 auf der Hannover Messe.