Ameisen als Vorbild
Kooperative Miniroboter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Funktionsintegration auf kleinstem Raum
Aber nicht nur das kooperative Verhalten der künstlichen Ameisen ist erstaunlich: Erstmals werden Bauteile mit Hilfe des Selektives-Lasersinter-Verfahrens (SLS), das später noch näher beschrieben wird, mit sichtbaren Leiterstrukturen veredelt. Die elektrischen Schaltungen werden auf der Oberfläche der Bauteile angebracht, die dadurch konstruktive und gleichzeitig elektrische Funktionen übernehmen. So können alle Funktionseinheiten im oder auf dem Körper der Ameise verbaut und exakt aufeinander abgestimmt werden. Nach Inbetriebnahme ist keine Steuerung von außen mehr erforderlich. Eine Überwachung aller Parameter per Funk und ein regulierender Eingriff sind aber jederzeit möglich.
Auch in Design und konstruktivem Aufbau kommen die BionicANTs ihrem natürlichen Vorbild sehr nahe. Sogar das Mundwerkzeug zum Greifen der Gegenstände ist detailgetreu nachgebildet. Für die Zangenbewegung sorgen zwei piezokeramische Biegewandler, die unter anderem als Aktoren im Kiefer integriert sind. Werden die Plättchen mit Spannung belegt, verformen sie sich und geben die Bewegungsrichtung mechanisch an die Greifzangen weiter.
Piezotechnologie auf neue Weise angewandt
Die Vorteile der Piezotechnik nutzt Festo auch für die Beine der künstlichen Ameise. Piezoelemente lassen sich sehr präzise und schnell steuern. Sie arbeiten energiearm, nahezu verschleißfrei und benötigen nur wenig Bauraum. In jedem Oberschenkel sind daher drei trimorphe piezokeramische Biegewandler (Bild 2) verbaut, die Aktor und konstruktives Bauteil zugleich sind.
Durch Verformung des oben liegenden Biegewandlers hebt der als Ameise geformte Miniroboter das Bein an. Mit dem darunter angebrachten Paar lässt sich jedes Bein exakt nach vorne und nach hinten auslenken. Zur Vergrößerung des relativ geringen Hubs hat das Team eigens ein flexibles Scharniergelenk entwickelt, das die Schrittweite der Ameise wesentlich erweitert.
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