Innovation auf acht Beinen

Ein Beitrag von Nicholas Huettinger

Ein 3D-Drucker in der Größe eines Kleinwagens, mit dem Metallteile gefertigt werden, nimmt den Hintergrund ein. In den Regalen liegen Kunststofftrommeln und 3D-Drucker in verschiedensten Ausführungen. Ein großer Roboter mit acht armdicken Spinnenbeinen liegt auf dem Tisch. „Das ist unsere Spinne, der Ohmkrabbler“, sagt Rüdiger Hornfeck, Professor für Maschinenbau und akademischer Leiter des Instituts für Chemie, Material- und Produktentwicklung (CMP) an der Technischen Hochschule Nürnberg. Die Abdeckung des Körpers fehlt und einige Schläuche hängen aus den Beinen. Hier sitzen kluge Köpfe an neuen Ideen, sogar Patente kamen hier bereits hervor.

Vernetzung ist das Stichwort

Das Institut CMP besteht seit 2009. Als das größte Institut an der Technischen Hochschule (TH) arbeitet das CMP als eine Forschungsabteilung für die Region. „Alle Formen der Hilfe für Firmen sind möglich“, sagt Hornfeck. „Wir sind breit aufgestellt.“ Insgesamt elf Professoren aus unterschiedlichen Fakultäten sind am Institut beschäftigt. „Es bestehen Möglichkeiten über alle Labore der TH“, sagt der 57-Jährige. „Auch Kleinprojekte wie 3D-Druck oder Scans sind kurzfristig machbar.“ Eines der aktuellen Projekte, an denen getüftelt wird, ist der Ohmkrabbler, der aufgrund einer Ausschreibung des Umweltministeriums entstand. Das Ministerium suchte nach Entwicklern für einen bionischen Spinnenroboter. Er verbindet Elektromotoren und Luftdruck, um dem Vorbild der Natur möglichst nahe zu kommen. Seit fünf Jahren befindet sich der Krabbler im Bau. Bei der Entwicklung helfen auch Firmen wie Bosch Rexroth. Einer der beteiligten Partner ist Peter Schlaich, Bauprojektleiter der Abteilung Forschung und Vorausentwicklung bei Bosch. „Wir als reine Forschungsabteilung übernehmen nur die Beratung“, sagt Schlaich. Durch seine Arbeit am Projekt kann er praxisorientierte Tipps geben und Produkte zwischen Firmen mit Problemstellung und Universitäten mit Lösungsansätzen vermitteln.

Praxis für Absolventen

Aber auch studentische Hilfskräfte und promovierende Mitarbeiter sind involviert. Alexej Braunagel ist einer davon. Als Masterstudent kümmert er sich um die Programmierung des „Gehirns“ der Spinne. Er ist nicht der Erste, der seine Abschlussarbeit mit dem Projekt realisieren darf. Seine Aufgabe ist die Kommunikation der Elektronik mit dem kleinen Computer, der das Hirn der Spinne darstellt. Das verwendete Gerüst „ROS“, kurz für Roboter Operating System, stellt das Fundament für das Programm. „Ziel ist die Kommunikation und Steuerung der Beinposition mit dem Gehirn“, sagt Braunagel. Er hat die Elektronik vor sich liegen und dreht an einem kleinen Element. Schon surrt der Elektromotor und beginnt sich zu drehen.

Die Entwicklung des Roboters ist schwierig. Oft seien es schon banale Fehler, die Probleme verursachen können. „Man denkt etwas funktioniert nach Schema, Pustekuchen. Es gibt unvorhersehbare Fehlerquellen.“ Die Elektronik und das Programm müssen immer wieder getestet werden, um zu sehen ob alles funktioniert. Aber der Student ist zuversichtlich, „sobald alle acht Beine laufen wird das ein richtiger Erfolgsmoment“, sagt er mit einem Lächeln.

„Die bauliche Besonderheit an der Spinne ist das pneumatische Gelenk“, sagt Braunagel. Mit Luftdruck lässt sich das Bein heben und senken. Das Konzept wird von den Wissenschaftlern sogar in anderen Projekten, wie dem Robotergreifarm, verwendet. Bis Juni soll seine Masterarbeit fertig werden. Solange bleibt der Ohmkrabbler noch hinter verschlossenen Türen und wartet auf seinen Auftritt.

Website des Instituts für Chemie, Material- und Produktentwicklung.