Abo
  • Services:

Festo: Ameisenroboter krabbeln koordiniert

Was haben Ameisen mit modernster industrieller Fertigung zu tun? Das schwäbische Unternehmen Festo hat Roboter nach dem Vorbild der Ameisen konstruiert. Die Roboter koordinieren sich, um gemeinsam eine Aufgabe erledigen. Das sollen Maschinen künftig auch.

Artikel veröffentlicht am ,
Bionic Ants: freiliegende Elektronik wirkt schick
Bionic Ants: freiliegende Elektronik wirkt schick (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Nach dem Fliegen und Hüpfen ist dieses Jahr das Krabbeln dran: Das Esslinger Unternehmen Festo stellt auf der Hannover Messe Roboter in Form von Ameisen vor (Halle 15, Stand D07). Anhand dieser Roboter will Festo Schwarmverhalten zeigen, das dezentral koordiniert wird.

Inhalt:
  1. Festo: Ameisenroboter krabbeln koordiniert
  2. Ameisenverhalten für die Industrie 4.0

Bionic Ants heißen die knapp 14 Zentimeter großen Roboter. Wie ihr natürliches Vorbild bewegen sie sich auf sechs Beinen fort. Angetrieben werden sie nicht von Motoren. Um die Ameisen so filigran bauen zu können, haben die Entwickler Piezoelemente als Aktoren verbaut.

Aktoren biegen sich unter Spannung

"Das sind Keramiken, die auch auf einer Karbonplatte aufgebracht werden", sagt Projektleiter Elias Knubben im Gespräch mit Golem.de. "Bei einer Spannung von 300 Volt entsteht eine ganz leichte Biegung. Diese Biegung können wir mit entsprechenden Hebelübersetzungen nutzen, um uns fortzubewegen." Neben den Beinen werden auch die Mundwerkzeuge, die Mandibeln, von Piezoelementen bewegt.

  • Bionic Ant ist ein von Festo entwickelter Roboter nach dem Vorbild einer Ameise. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der filigrane Roboter wird von piezoelektrischen Biegeelementen angetrieben. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Ameisen sollen sich im Schwarm koordinieren, um gemeinsam Objekte zu bewegen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Fühler der Roboameisen dienen zum Aufladen der Akkus. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Elektronik des Ameisenroboters liegt frei. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Bionic Ant ist ein von Festo entwickelter Roboter nach dem Vorbild einer Ameise. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Das Biotop auf dem Messestand ist ein großes Spielfeld, das von einer gemusterten Bande begrenzt wird. Einige der Ameisen stehen am Rand und berühren mit ihren Fühlern einen umlaufenden Draht: Sie laden gerade ihren Akku. Andere Ameisenroboter trippeln über die Anlage und suchen nach einem der 3D-gedruckten Objekte darauf. Trifft einer der Roboter auf ein solches Objekt, beginnt er, es vor sich her zu schieben. Ist das Objekt zu schwer, um es allein zu bewegen, ruft er andere Roboter herbei, die ihm helfen sollen.

Roboameisen kommunizieren per Funk

Stellenmarkt
  1. PROFLEX Software GmbH, Weßling
  2. PARI GmbH, Starnberg, Weilheim

Per Funk teile die Roboameise den anderen ihre Position mit, dass sie dort eine Last gefunden habe und Hilfe benötige, um sie an einen Ort zu verschieben, erklärt Knubben. Dazu ist es zunächst wichtig, dass sie weiß, wo auf dem Feld sie sich gerade befindet. Dafür ist sie mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die zusammenarbeiten.

In ihrem Kopf steckt eine Stereokamera, die dreidimensionale Bilder aufnimmt. Der Roboter orientiert sich an der Bande, die Muster dienen als Referenz. Ihre Bewegungen auf dem Untergrund erfasst sie mit einem optischen Sensor am Bauch - die Funktionsweise ähnelt der einer optischen Maus. Hinzu kommen schließlich ein Kompass und ein Magnetometer. "Aus dem Zusammenspiel dieser Sensorik kann man einigermaßen gut erkennen, wo man sich befindet", sagt Knubben. "Wenn man die Positionen der einzelnen Ameisen kennt, kann man auch berechnen, wie sie sich zueinander bewegen müssen."

Daten werden auf dem Roboter verarbeitet

Die Ameisen werden nicht ferngesteuert, sondern kommunizieren und agieren autonom. Die Datenverarbeitung geschieht auf dem Roboter selbst. Um all diese Funktionen durchzuführen zu können, sei viel Intelligenz auf engem Raum notwendig, sagt Knubben. Dazu gehören ein Cortex-M4-Prozessor und ein Funkmodul. Ein Lithium-Polymer-Akku im mittleren Körpersegment versorgt den Roboter mit Energie.

Anders als bei früheren Robotern, etwa dem 2014 präsentierten Känguru ist das alles nicht unter einer Außenhaut versteckt. Die Elektronik sitzt auf dem Rücken, ist also sichtbar: der Prozessor, die Ladeschaltung, die Leiterbahnen.

Leiterbahnen verlaufen auf dem Körper

Letztere sind besonders auffällig, da sie über den ganzen Körper laufen. Über die Leiterbahnen werden Steuersignale und Spannung an Aktoren übertragen. Dass die Elektronik offenliegt - die goldenen Leiterbahnen stellen einen schönen Kontrast zum schwarzen Körper dar -, trägt neben der filigranen Gestalt zum schicken Aussehen der Roboter bei.

Beim Bau des Körpers hat Festo zwei Fertigungstechniken kombiniert.

Ameisenverhalten für die Industrie 4.0 
  1. 1
  2. 2
  3.  


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 5€ inkl. FSK-18-Versand
  2. (u. a. 3 Blu-rays für 15€, 2 Neuheiten für 15€)
  3. 5€ inkl. FSK-18-Versand

plutoniumsulfat 16. Apr 2015

Auch mein erster Gedanke ;) Empfehlenswert, wenngleich die Vorgänger in meiner Liste...

Orthos 16. Apr 2015

Das erinnert mich ein wenig an die Replikatoren aus Stargate. Kommt bestimmt bald. :D


Folgen Sie uns
       


Kingdom Hearts 3 - Test

Das Actionspiel Kingdom Hearts 3 von Square Enix bietet schöne und stimmige Abenteuer in vielen unterschiedlichen Welten von Disney.

Kingdom Hearts 3 - Test Video aufrufen
Klimaschutz: Energieausweis für Nahrungsmittel
Klimaschutz
Energieausweis für Nahrungsmittel

Dänemark will ein Klimalabel für Lebensmittel. Es soll Auskunft über den CO2-Fußabdruck geben und dem Kunden Orientierung zu Ökofragen liefern.
Ein Bericht von Daniel Hautmann

  1. Standard Cognition Konkurrenz zu kassenlosen Amazon-Go-Supermärkten eröffnet
  2. Amazon-Go-Konkurrenz Microsoft arbeitet am kassenlosen Lebensmittel-Einkauf

Far Cry New Dawn im Test: Die Apokalypse ist chaotisch, spaßig und hat Pay to Win
Far Cry New Dawn im Test
Die Apokalypse ist chaotisch, spaßig und hat Pay to Win

Grizzly frisst Bandit, Buggy rammt Grizzly: Far Cry New Dawn zeigt eine wunderbar chaotische Postapokalypse, die gerade bei der Geschichte und dem Schwierigkeitsgrad viel besser macht als der Vorgänger. Schade, dass die bunte Welt von Mikrotransaktionen getrübt wird.
Ein Test von Oliver Nickel

  1. Far Cry New Dawn angespielt Das gleiche Chaos im neuen Gewand
  2. New Dawn Ubisoft setzt Far Cry 5 postapokalyptisch fort

Carsharing: Regierung will Mobilitätsdienste per Gesetz stärken
Carsharing
Regierung will Mobilitätsdienste per Gesetz stärken

Die digitalen Plattformen für Carsharing und Carpooling sollen Rechtssicherheit bekommen. BMW, Daimler und VW sowie Uber & Co. stehen in den Startlöchern.
Ein Bericht von Daniel Delhaes und Markus Fasse

  1. Lobbyregister EU-Parlament verordnet sich mehr Transparenz
  2. Contract for the web Bundesregierung unterstützt Rechtsanspruch auf Internet
  3. Initiative D21 E-Government-Nutzung in Deutschland ist rückläufig

    •  /