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Digitale Fertigung mit Roboterschwarm – Fiberbots

von Markus Schraml

Fiberbots nennt die Mediated Matter Group von Neri Oxman am MIT ihre digitale Fertigungsplattform, die kooperative Roboterproduktion so einsetzt, dass damit hoch komplexe Architekturen hergestellt werden können. Die Plattform ermöglicht das Design und die digitale Fertigung von großformatigen, raumgreifenden Strukturen. Die verwendeten mobilen Fabrikationsknoten oder sogenannten Robotik-Agenten ermöglichen dabei einen Aufbau der Materialstruktur, der sich während der Konstruktion, der aktuellen Umgebung anpassen kann. Das Team der Mediated Matter Group nahm sich für diese Innovation das Schwarm-Verhalten mancher Lebewesen in der Natur zum Vorbild oder die kooperative Zusammenarbeit von Termiten beim Aufbau eines Hügels, der, verglichen mit der Größe der Tiere, überdimensional ist.

Fiberbots sind ein Schwarm von Robotern, die Glasfaserfäden um sich selbst wickeln, um enorm stabile röhrenförmige Strukturen zu erzeugen. Diese Formen können parallel aufgebaut und miteinander verwoben werden, um in kurzer
Zeit architektonische Strukturen zu produzieren. Die Roboter sind mobil und verwenden Sensorfeedback, um die Länge und Krümmung jedes einzelnen Rohres zu bestimmen. Sie folgen dabei einem vorgegebenen Konstruktionsprotokoll. Dieses erlaubt den Designern die Parameter entsprechend der gewünschten Struktur sozusagen automatisch zu kontrollieren, ohne die Befehle für jeden Roboter einzeln und manuell eingeben zu müssen.

Die Fiberbots-Einheit besteht aus 16 Robotern inklusive Designsystem und wurde direkt bei Mediated Matter entwickelt. In einer Testphase bauten die Roboter autonom eine 4,5 Meter hohe Struktur. Diese Struktur wurde den Winter über im Freien gelassen, um das Potenzial zu demonstrieren im Hinblick auf zukünftige Robotik-Systeme, die zur Herstellung von komplexen anpassungsfähigen Designs herangezogen werden können.

Die Roboter “spinnen” die rohrförmige Struktur, indem sie das Material – Fasern und Harz – aus einem Behälter am Boden beziehen. Durch die hohe Anpassungsfähigkeit ist es den Robotern möglich, völlig unterschiedlich große Strukturen zu produzieren: von Mikro- über Produkt- bis hin zu einem architektonischen Maßstab.

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