Roboter
«Die Kaffeetasse hat es leider nicht überlebt»: Ostschweizer Forschungsteam entwickelt Maschine, die Gegenstände unbeschadet durch die Luft werfen kann
Die Ostschweizer Fachhochschulen haben gemeinsam einen Roboter entwickelt, der zum Beispiel rohe Eier unversehrt durch die Luft werfen und wieder auffangen kann. Der sogenannte Throwbot soll in Zukunft Förderbänder ablösen.
Der Wurfroboter kann beispielsweise mehrere rohe Eier in kurzer Zeit durch die Luft werfen und unbeschadet wieder auffangen.
«Wenn Gegenstände durch die Luft transportiert werden könnten, bräuchte es keine Förderbänder mehr.» Mit diesem Gedanken hat sich ein Projektteam um Leiter Jonas Frei an die Arbeit gemacht und eine Wurfmaschine entwickelt, den sogenannten Throwbot, der anstatt per Förderband Gegenstände durch die Luft transportieren kann. Frei arbeitet am Institut für Entwicklung Mechatronischer Systeme an der Ostschweizer Fachhochschule (OST) in Buchs. Am Projekt haben auch die beiden OST-Standorte Rapperswil und St.Gallen mitgearbeitet.
Der Throwbot wirft ein rohes Ei durch die Luft, ohne dass es kaputt geht.
Vorgesetzter baute vor 30 Jahren einen Pingpong-Roboter
Frei ist durch seinen Vorgesetzten Einar Nielsen auf die Idee des Throwbots gekommen.
«Er hat vor über 30 Jahren mit einem Team an der ETH einen Pingpong spielenden Roboter gebaut, mit dem sie Weltmeister im Roboterpingpong wurden.»
Nicht immer funktionierte der Throwbot, wie er sollte: Hier geht eine Kaffeetasse kaputt.
Jonas Frei arbeitet an der Ostschweizer Fachhochschule in Buchs.
Dazu habe sich Nielsen intensiv mit der Aerodynamik verschiedener Gegenstände, insbesondere Pingpong-Bällen, auseinandergesetzt. «Vor zwei Jahren haben wir dann die Ausschreibung des ‹Spark›-Programms des Schweizerischen Nationalfonds gesehen, in welcher nach verrückten Ideen gesucht wurde», sagt Frei. Da sei dem Team dann, in Anlehnung an den Pingpong-Roboter von Nielsen, die Idee des Throwbot gekommen. Das Team wurde schliesslich vom Schweizerischen Nationalfonds finanziell unterstützt.
Getestet wurde mit Orangen, Peperonis und rohen Eiern
Der Throwbot besteht aus zwei Rampen: Eine Rampe katapultiert einen Gegenstand in die Luft, die zweite Rampe versucht, den Gegenstand möglichst sanft wieder aufzufangen. «Der Throwbot berechnet die Flugbahn von Objekten anhand eines aerodynamischen Modells des Wurfobjektes, welches die Gravitation und den Luftwiderstand berücksichtigt», erklärt Frei. Dadurch ergibt sich eine Differenzialgleichung, mit der Abwurf- und Fanggeschwindigkeit so lange berechnet werden, bis die gewünschte Zielposition erreicht wird. «Der Aufprall ist vergleichbar mit einem Fallenlassen des Objektes aus 5 Zentimetern Höhe auf einen weichen Schaumstoff.»
Nun kann der Wurfroboter mehrere rohe Eier in kurzer Zeit durch die Luft transportieren.
Das Team hat verschiedenste Gegenstände am Throwbot getestet. Zuerst wurden Gummieier verwendet, danach hat das Team Orangen, Mandarinen, eine Peperoni oder eine Computermaus mit dem Throwbot geworfen. «Wir haben bewiesen, dass wir die Flugbahn so genau berechnen können, dass sogar rohe Eier geworfen werden können», sagt Frei. Derzeit schafft es der Throwbot, sechs rohe Eier in 20 Sekunden ohne Schäden zu transportieren.
«Wir haben aus Spass zum Abschluss auch noch eine Kaffeetasse geworfen, welche es leider nicht überlebt hat.»
Der Wurfroboter könnte in Zukunft noch verbessert und weiterentwickelt werden. Das Ziel wäre, mehrere Eier pro Sekunde zu werfen. «Im Prinzip wäre auch eine Wurfdistanz von zehn Metern möglich – dafür müsste die Motorenleistung und die Kommunikation zwischen Software und Motorentreiber optimiert werden», sagt Frei. Das Team sucht nun nach einem Partner, der bereit wäre, den Throwbot zu entwickeln und auf den Markt zu bringen.
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