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Ich bin Ivan De Leonardis, Mitbegründer und CMO von Fluid Wire Robotics (FWR), wo Innovation und Problemlösungen mein Steckenpferd sind. Ich lebe dafür, die Menschen mit der Technik zu verbinden, um komplexe Herausforderungen zu anzugehen und, zusammen mit den Mitbegründern von FWR, die Grenzen der Robotik zu überschreiten, da sie genauso leidenschaftlich beim Thema Technologie und Innovation sind wie ich.
Wir begannen mit einem häufig auftretenden Problem: im Moment sind Roboter, die für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen entwickelt wurden (z.B. in Gegenwart von Strahlung, unter Wasser, im Vakuum des Weltraums oder in explosionsgefährlichen Atmosphären) in der Regel sehr teuer, dabei hochspezialisiert und technisch komplex. Hinzu kommt insbesondere die Notwendigkeit, zusätzlichen Schutz einzubauen und signifikante strukturelle Modifikationen vorzunehmen, die Komplexität, Kosten, Gewicht und Volumen stark erhöhen und zugleich die Leistung und Vielseitigkeit im Einsatz beeinträchtigen.
Die Flüssigkeitsübertragung: eine effektive Technologie für extreme Umgebungen
Wie haben wir das Problem teurer und komplexer Roboter in Extremumgebungen gelöst? Indem wir einen elektrischen, kraftsteuerbaren Roboterarm auf der Grundlage unseres proprietären Fluidübertragungsverfahrens, den „Fluid Wires“ entwickelt haben. Dieses Verfahren erlaubt es, dass alle elektrischen und elektronischen Komponenten, wie zum Beispiel Motoren und Sensoren entfernt in einer externen Antriebs- und Steuerungseinheit angeordnet werden können. Das bedeutet, dass die Struktur des Roboterarms frei von Bordstrom, dabei leicht bleibt und dennoch eine hohe Leistung in Bezug auf dynamische Eigenschaften wie Kraftregelqualität und Zuverlässigkeit erzielen kann.
Indem die elektrischen Aktuatoren von der Struktur des Arms entfernt werden, und über Wirkung stattdessen über ein hocheffizientes (Kraft-)Übertragungssystem wie die „Fluid Wires“ übertragen wird, werden Gewicht und somit die Trägheit des Roboterarms drastisch reduziert. Dies hilft dabei, eine sehr präzise und somit sichere Steuerung der ausgeübten Kraft zu erreichen, mit der der Arm mit seiner Umgebung interagiert, ohne dass dafür Kraft- und Drehmomentsensoren verwendet werden müssen, die sehr zerbrechlich und teuer sind.
Das modulare Design des Systems, in dem eine einzige Aktuatoreneinheit verwendet wird, um die Bewegung in jedem Freiheitsgrad (DOF) des Roboters zu bewegen, führt zu einer vergleichsweise sehr einfachen Konstruktion und vereinfacht auf gleiche Weise die Anpassung an verschiedene Anwendungsgebiete und die konkreten Anwendungsfälle.
Darüber hinaus hält die Fluid Wire – Technologie die Kosten gering und die Fertigungszeiten kurz, da es statt teurer und zerbrechlicher Komponenten eher traditionelle und leicht verfügbare Teile aus dem Maschinenbau verwendet. Die Skalierbarkeit dieser Lösung erlaubt es, die Roboter schnell an die verschiedensten Anwendungen anzupassen, ihre Vielseitigkeit zu erhöhen und neue Märkte zu erschließen.
Die größten technischen Herausforderungen bei der Materialauswahl
Bevor wir dieses Ergebnis jedoch erzielen konnten, mussten wir umfangreiche akademische Recherchen betreiben und unser Augenmerk insbesondere auf die Materialien legen, da sie die wichtigste Variable im Entwurf darstellten. Die Kriterien für die Materialauswahl waren:
- Strahlungsbeständigkeit für nukleare Anwendungen
- Vakuumbeständigkeit für Weltraumanwendungen
- Hitzebeständigkeit für Einsätze bis 300 °C
- Wasserdichtigkeit und Druckfestigkeit in Unterwasserumgebungen in tausenden Metern Tiefe
Darüber hinaus war es eine besonders wichtige Herausforderunge eine modulare Architektur zu entwickeln, die auf einer charakteristischen Wiederholung des immer gleichen Einzelmoduls für jeden Freiheitsgrad aufbaut. Au der technischen Ebene konnten wir damit sicherstellen, dass jedes Modul leicht an spezifische Anforderungen angepasst werden kann, ohne dadurch die Komplexität des Systems oder seine Leistung zu beeinträchtigen.
Weitere Kollaborationen für den Test- oder Industriebetrieb sind in Vorbereitung
In der nahen Zukunft streben wir danach, unsere Roboter vom TRL 4 auf TRL 5 oder 6 zu bringen. Die nächsten Schritte zielen für FWR deshalb auf zwei strategisch wichtige Bereiche: die Validierung der Technologie in realen Betriebsumgebungen und den Ausbau der industriellen Kooperation.
Für das erste Ziel führen wir eine Strahlungs- und Hochtemperatur-Testkampagne durch, um den Betrieb unserer Roboter mit radioaktiven Materialien zu simulieren und Ferninspektions- und Wartungsvorgänge an nuklearen Standorten zu testen. Wir werden zudem Tests in Thermovakuumkammern durchführen (die entsprechende Vakuum- und Hochtemperaturbereiche im Weltraum simulieren), um die Fähigkeit unseres Systems zu demonstrieren, während einer Weltraummission im Orbit zu operieren.
Für unser zweites Ziel arbeiten wir an strategischen Partnerschaften, die die Zeit bis zur Markteinführung beschleunigen können:
- Kernenergiesektor: Wir streben die Zusammenarbeit mit wichtigen Akteuren in der Atomindustrie an, um mit ihnen zusammen an Projekten zur Stillegung, aber auch zur Wartung bestehender und neuer Anlagen zu arbeiten.
- Raumfahrt: Durch die Unterstützung des ESA-BIC-Inkubationsprogramms werden wir Pilotprojekte im Weltraumsektor starten und Partnerschaften mit Raumfahrtagenturen und privaten Unternehmen für Anwendungen wie Satellitenwartung und aktive Weltraumschrottbeseitigung eingehen.
Sobald diese Validierungsphase vorüber ist, wird sich FWR auf die Markteinführung und die Produktionsskalierbarkeit konzentrieren, indem wir zuerst Minichargen freigeben werden, um die spezifischen Anforderungen von Industriepartnern schnell erfüllen zu können.
Erfahren Sie mehr über Fluid Wire Robotics: https://www.fluidwirerobotics.com/
Wie sehen Sie die Entwicklung der Robotik in Ihrer Branche? Welche Herausforderungen könnte Fluid Wire Robotics für Sie bewältigen? Wir würden gern Ihre Ansichten dazu hören – Teilen Sie uns doch Ihre Gedanken mit, indem Sie ein Kommentar hinterlassen.
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