Ein Roboter, der sich an glatten Wänden hält - und dabei arbeitet

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Ein Roboter, der an völlig glatten und senkrechten Metallflächen hochklettern kann. Europäische Forscher in der Schweiz haben ihn entwickelt. Die Maschine soll Industrieanlagen in unzugänglichen, rauen Umgebungen überwachen und reparieren. Die Zukunft der europäischen Industrierobotik ist das Thema dieser Focus-Folge.

Prototyp für Offshore-Plattformen oder Schiffsrümpfe

Forscher aus den Bereichen Robotik, Kinetik, Dynamik und Mechatronik sowie Software- und Bildverarbeitungsingenieure haben den Prototyp entwickelt. Der Roboter soll sich auf Metalloberflächen wie Offshore-Plattformen oder Schiffsrümpfen bewegen und drehen können.

"Die Hauptanforderung an den Roboter ist, unter unwirtlichen, komplexen und risikoreichen Bedingungen zuverlässig zu arbeiten", sagt Anna Valente, Professorin für industrielle Robotik an der "University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland" (SUPSI): "Wir brauchen eine Plattform, die in Temperaturbereichen zwischen -20 Grad und 35 Grad Celsius arbeiten kann. Das ist eine wirklich große thermische Spanne. Der Roboter muss Wasser, Salz und Wind standhalten. Es muss eine robuste Konstruktion sein."

Der Prototyp ist ein Kettenfahrzeug. Er kann vertikal extrem rutschige Oberflächen bewältigen, weil er mit zwei Gummigurten ausgestattet ist. Die kleben durch ein vakuumbasiertes Haftungssystem an der Oberfläche:

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"Die größte Herausforderung war das Haftungssystem"_, erklärt der Mechatroniker Diego Gitardi, SUPSI. "Wir mussten sicherstellen, dass der Roboter in der Lage ist, sein Eigengewicht vertikal zu halten und sich gleichzeitig zu bewegen. Und dazu muss sich der Roboter auch bei Reparaturarbeiten an senkrechten Flächen halten können."

Der Roboter übernimmt risikoreiche Arbeiten

Der Roboter ist darauf programmiert, Korrosion zu erkennen, zu reinigen und die vernarbte Oberfläche durch das Aufsprühen einer Schicht aus Aluminiumlegierungen zu reparieren.Anna Valente sagt:

"Der Roboter kann komplexe Operationen durchführen, die derzeit von Arbeitern manuell ausgeführt werden. Aber unter diesen Arbeitsbedingungen sind sie erheblichen Gesundheits- und Sicherheitsrisiken ausgesetzt."

Auszeichnung auf den Europäischen Forschungs- und Innovationstagen

Auf den Europäischen Forschungs- und Innovationstagen in Brüssel wurde das Projekt ausgezeichnet: Das Team von Anna Valente erhielt den Innovationspreis Radar 2019 in der Kategorie "Frauengeführte Innovationen". Mit der Ehrung will die Europäische Kommission Innovatoren dabei unterstützen, ihr Potenzial voll auszuschöpfen. Signe Ratso, stellvertretende Generaldirektorin in der Generaldirektion Forschung und Innovation der Europäischen Kommission blickt in die Zukunft:

"In Europa gibt es eine hervorragende Wissenschaft. Wir sind nur 7 Prozent der Weltbevölkerung. Aber wir machen 20 Prozent der Forschungs- und Innovationsförderung und ein Drittel der Excellence-Publikationen weltweit aus. Wir sind noch nicht so gut darin, diese wissenschaftlichen Ergebnisse aus dem Labor auf den Markt zu bringen. Das gehen wir jetzt mit dem Europäischen Innovationsfonds an, den wir mit dem neuen Forschungsrahmenprogramm 'Horizon Europe' stabilisieren werden."

Die preisgekrönten Forscher haben bereits Ideen, in welchen Bereichen sie ihren Roboter auf den Markt bringen können:

"Die Marinelogistik ist für uns ein wichtiges, strategisches Marktsegment. Der Roboter kann auch an Offshore-Standorten eingesetzt werden, sowohl auf Öl- und Gasplattformen als auch in Windkraftanlagen", so Anna Valente, Leiterin des Automatisierungs-, Robotik- und Maschinenlabors, SUPSI. "Die Technologie könnte auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie angewendet werden."