Wenn der Roboter klettert wie eine Ratte

Es gibt viele Regionen, die sind für den Menschen einfach nicht zugänglich oder viel zu gefährlich. Dann greift man gerne auf Roboter zurück. Doch diese sind längst nicht so weit entwickelt, wie es Science-Fiction-Filme vorgaukeln. Vor allem wenn es steil nach oben geht, hinken Roboter der Natur noch weit hinterher.

Dies will ein neues Projekt ändern, bei dem Thüringer Wissenschaftler einen Kletterroboter entwickeln und gemeinsam mit der Industrie bauen wollen, für den selbst steile Anstiege kein Problem darstellen werden. Für dieses Thüringer Bionik-Projekt hat das Bundesforschungsministerium (BMBF) jetzt 3,45 Millionen Euro für drei Jahre zur Verfügung gestellt. Bei „InspiRat – Bionisch inspirierter Kletterroboter für die externe Inspektion linearer Strukturen“ – so der offizielle Projekttitel – arbeiten unter der Federführung von Prof. Dr. Hartmut Witte, Biomechatroniker der TU Ilmenau, Zoologen und Radiologen der Universität Jena, das Max-Planck-Institut (MPI) für Metallforschung in Stuttgart und die TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH in Ilmenau zusammen.

Jeder Kletterer kennt das Problem: Je steiler es aufwärts geht, umso näher rückt der Körper automatisch an das Hindernis, wodurch wiederum die kontrollierten Bewegungen von Armen und Beinen erschwert werden. Die Natur löst dieses Problem mit unterschiedlichen Verfahren, die aber auf ähnlichen Prinzipien beruhen. Diese Prinzipien wollen die Thüringer Forscher der Natur abschauen und auf den vierbeinigen Roboter übertragen. „Inspirat“, so der vorläufige Name des Roboters, verweist auf die „Inspiration durch die Ratte“. Und wie diese soll der kleine künstliche Kletterer sich zukünftig in allen möglichen Schächten zurechtfinden. In Aufzugsschächten von Hochhäusern inspiziert der Roboter Versorgungsleitungen oder in Schlössern ohne Baupläne den Verlauf von Rohren und Schächten. „Der Markt für einen möglichen Einsatz ist weit und birgt enormes wirtschaftliches Potenzial“, weiß Dr. Andreas Karguth von der TETRA Gesellschaft.

In Jena werden vor allem die Grundlagenerkenntnisse zur Biologie des Kletterns für das Gemeinschaftsprojekt erforscht. Dazu bringen Prof. Dr. Martin S. Fischer und Prof. Dr. Hartmut Witte jahrzehntelange Erfahrungen in der Bewegungsforschung mit, arbeiten sie doch bereits seit über 15 Jahren zusammen. Das neue Projekt ermöglicht jedoch einen weiteren Fortschritt, denn nun kann eine hochfrequente Röntgenvideoanlage beschafft werden, die bislang weltweit einzigartig ist. Der Prototyp im Wert von rund 1,5 Millionen Euro ermöglicht es, auf einem großen Röntgenschirm mit einen Durchmesser von 45 cm Bewegungen hochauflösend mit bis zu 500 Bildern in der Sekunde (!) aus zwei Raumrichtungen, also biplanar, aufzunehmen. Damit können die Jenaer Forscher den Tieren unter die Haut schauen und erstmals die Bewegungen der Gliedmaßen und des gesamten Skeletts in bisher nie gekannter Auflösung erforschen. Die Anlage wurde vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und seinem Direktor Prof. Dr. Werner A. Kaiser sowie den Zoologen der Universität Jena mit der Siemens AG entwickelt. „Das intelligente Herz dieser einmaligen Anlage ist der Radiologe Dr. Alexander Petrovitch“, unterstreicht Fischer die Bedeutung der Kooperation.

Prof. Dr. Hartmut Witte von der TU Ilmenau wird die zoologischen Erkenntnisse der Jenaer in die Technische Biologie und Bionik überführen. Der deutschlandweit einzige Professor für Biomechatronik hat eben solche langjährigen Erfahrungen in der Entwicklung von Robotern wie Prof. Dr. Stanislav N. Gorb vom Stuttgarter MPI bei der Untersuchung von Mikrohaft- und -greifmechanismen. All diese vereinten Erkenntnisse sollen dann von der TETRA GmbH in ein Produkt umgesetzt werden, „das auf diesem zukunftsträchtigen Markt eine große Chance haben wird“, wie Witte zuversichtlich betont.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. med. (habil.) Hartmut Witte
Institut für Mikrosystemtechnik, Mechatronik und Mechanik
Technische Universität Ilmenau
Tel.: 03677 / 692456 oder 692460 (Sekretariat)
E-Mail: Hartmut.Witte[at]tu-ilmenau.de
Univ.-Prof. Dr. Martin S. Fischer
Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum Friedrich-Schiller-Universität Jena
Tel.: 03641 / 949140
E-Mail: Martin.Fischer[at]uni-jena.de