Neue Wege der Automatisierung

Drei Beispiele, wie Roboter die Fertigungsindustrie diversifizieren.

Im Jahr 1969 erfand Victor Scheinman mit dem Stanford-Arm den ersten vollelektrischen sechsachsigen Roboter – und mit ihm den Vorgänger der Roboterarme, wie sie heutzutage in Gebrauch sind. In diesem Artikel geht Jonathan Wilkins, Director von EU Automation, dem Zulieferer für Automatisierungsausrüstung, der Frage nach, wie Roboter sich seit 1969 auf ihre ganz absonderliche und wunderbare Weise weiterentwickelt haben.

Laut der International Federation of Robots waren 2018 weltweit über 384.000 Industrieroboter im Einsatz. Somit lässt sich nicht nur sagen, dass ihre Beliebtheit zunimmt. Vielmehr sind sie aus Industriebetrieben nicht mehr wegzudenken und kommen nicht nur in den Bereichen zum Einsatz, wo man sie traditionell erwarten würde. Im Folgenden möchte ich drei der wichtigsten Technologien vorstellen.

Roboter entwickeln ein „dickes Fell“

Eine Innovation auf dem Gebiet der Robotik ist eine elektronische Haut, die Robotern ein Berührungsempfinden verleiht. Die an der Universität Edinburgh entwickelte „Wootzkin“ besteht aus Nanostrukturen und umfasst eine Elektrotechnik, die zur gezielten Verabreichung von Medikamenten oder für Greiftechnologie eingesetzt werden kann. Wie menschliche Haut liefert sie dem Roboter Informationen zu Dingen wie Kraft, Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit und erleichtert es Robotern, Aufgaben auszuführen, die ein hohes Maß an Geschicklichkeit erfordern.

Die Größe des empfindlichen Bereichs lässt sich von 50 Mikrometer bis 12 Zoll einstellen. Somit lässt sich der Roboter genau an die Bedürfnisse der Anwendung anpassen. Wootzkin ist bei Temperaturen von 0 bis 180 Grad Celsius einsetzbar. Der Roboter kann also Aufgaben mit hohen Geschicklichkeitsanforderungen unter Bedingungen ausführen, die Menschen nicht aushalten, und dabei vorsichtig mit brüchigen Gegenständen umgehen.

Roboter, die sich selbst zusammenbauen

Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben einen Bausatz entwickelt, mit dem sich eine Reihe von Robotern mit nur fünf Komponenten bauen lassen. Professor Neil Gershenfeld war von der Tatsache fasziniert, dass alle lebenden Organismen aus 20 Aminosäuren bestehen, die in unzähligen Kombinationen zusammengesetzt sind, und wollte dieses Konzept auf die Robotik übertragen.

Der Bausatz besteht aus fünf verschiedenen Komponenten, wie z. B. feste und flexible Komponenten, eine Spule und elektromagnetische Teile und ein Magnet, auf der Fünf-Millimeter-Skala. Die Teile lassen sich zu verschiedenen Formen zusammenbauen, darunter ein winziger Gehmotor und ein „Gear-Turning Robot“. Die Forscher verfolgen das Ziel, aus Standardkomponenten einen Fertigungsroboter zu bauen, der sich leicht auseinanderbauen und zu einem anderen Zweck nutzen lässt.


Ernteroboter

Innovationen in Sachen Robotik gibt es nicht nur in Fertigungsanlagen, sondern auch in der Landwirtschaft. Fortschritte gibt es bei der Entstehung des Global Unmanned Spray System (GUSS), einem unbemannten, vollautomatisierten Fahrzeug zum Spritzen von Obstplantagen. Es soll dazu beitragen, die Knappheit an Arbeitskräften zu überbrücken, und ist effizienter als das Spritzen von Hand.

GUSS schafft für Arbeiter ein sichereres Arbeitsumfeld, indem es deren Kontakt mit potenziell schädlichen Chemikalien reduziert. Mithilfe von Lasern und berührungsempfindlichen Stoßstangen kann der Roboter seine Umgebung abtasten und sofort stehen bleiben, wenn er einen Gegenstand erkennt, und eliminiert somit das Gefahrenpotenzial für Pflanzen und Menschen.

Bei der Entwicklung von GUSS bestand das größte Problem darin, dass GPS unter Baumkronen nicht ununterbrochen funktioniert. Um das Problem in den Griff zu bekommen, wurden Sensoren und Software, wie z. B. Mobilfunkempfang, implementiert, um den GPS-Empfang zu gewährleisten. Mobilfunk- und Radiosignale werden an das Steuerfahrzeug übertragen, das von einer Person bedient wird, wodurch mehrere Robotern Positionsdaten, Statistiken und einen Live-Stream von der Kamera an der Vorderseite untereinander austauschen können. GUSS ermöglicht Herstellern außerdem die Analyse aller relevanten Daten, wie z. B. die Menge der Pestizide für jede Pflanze. Dies kann sich bei der Vermarktung der Produkte an Käufer als hilfreich erweisen.

Die Landwirte, die autonome Maschinen wie GUSS einsetzen, werden dadurch eine niedrigere Fehlerquote haben, was zu geringeren Ausfallzeiten und mehr Kosteneinsparungen führen wird.

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