Wie funktioniert Bionische KletterRoboter

Inspiriert von tierischen Kletterern warten sie Industrieanlagen. Roboter werden immer dort eingesetzt, wo gefährliche Arbeiten verrichtet werden müssen. Auch in unzugängliche Bereiche schicken Ingenieure gerne Maschinen.

Das Problem beim Klettern besteht darin, dass je steiler das zu erklimmende Objekt ist, der Körper des Kletterers desto näher an dem Objekt anliegen muss. Dies schränkt die Bewegungsmöglichkeiten der Extremitäten stark ein. Die Natur löst dieses Problem auf unterschiedlichen Wegen, die aber alle auf ähnlichen Prinzipien beruhen.

InspiRat – Kletterroboter inspiriert durch die Ratte

Thüringer Wissenschaftler entwickelten einen bionisch inspirierten Kletterroboter für die externe Inspektion linearer Strukturen, den InspiRat. Der vorläufige Name des Rotobers verweist auf die Inspiration durch Ratten. Der Kletterroboter soll künftig in Industrieanlagen Schächte inspizieren, so zum Beispiel Aufzugsschächte in Hochhäusern und Versorgungsleitungen großer Bauwerken.

RatNic – Inspektion von Kabelschächten und Rohrleitungen

Flinke Eichhörnchen erklimmen auch glatte Baumrinden mühelos. Dazu hält es sich mittels seiner langen Krallen am Stamm fest und biegt seine Wirbelsäule bei jedem Sprung in die Höhe durch. Dieses Prinzip haben sich Wissenschaftler der Technischen Universität Ilmenau vom Eichhörnchen abgeschaut und einen Prototyp namens RatNic entwickelt. Dieser Roboter ist mit einer Kamera ausgestattet und soll zur Prüfung von Rohrleitungen eingesetzt werden. Zusätzlich verfügt der Kletterroboter über einen Sensor, um austretenden Gase zu registrieren.

RIWEA – Prüfroboter erklimmt Windkraftanlagen

Der Prüfroboter RIWEA ist mit einem Infrarot- und Ultraschall-System ausgestattet, wodurch er feinste Risse, abgelöste Schichten oder defekte Klebeverbindungen an den Rotoren von Windkraftanlagen feststellen kann. RIWEA erinnert an eine überdimensionalen Bilderrahmen an Seilen. Über ein Trägersystem zieht er sich selbständig in die Höhe. Er soll auf jeder gängigen Windkraftanlage an Land oder auf dem Meer zum Einsatz kommen. Entwickelt wurde dieser Roboter vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung.

RoboSense – Bauprüfung von Brücken und Staudämmen

Da die Konstruktion und Steuerung eines Kletterroboters mit einer Beinkonstruktion recht aufwendig ist, entschied man sich für den RobotSens-Inspektionsroboter für einen Radantrieb, der in einer Saugglocke beliebige Bewegungen in der Ebene ermöglicht. Der autonome Kletterroboter soll große Bauwerke wie Schornsteine, Kühltürme, Brücken oder Staudämme auf Schäden hin kontrollieren.

Gekkomat – Mit Saugnäpfen Wände erklimmen

Der Gekkomat wurde nach dem Gecko benannt, der glatte, senkrechte Wände erklimmen kann. Das Kletterprinzip vom Gecko entspricht allerdings nicht dem des technischen Klettergeräts. Denn die Kletterleistung des Geckos resultiert aus den eigentlich recht schwachen Van-der-Waals-Kräften. Der Gecko besitzt an seinen Pfoten zahlreiche winzige Härchen. Durch die Summe der elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den Härchen und der Wand resultiert eine Anziehungskraft, die ausreicht, um das Gewicht des Geckos zu tragen. Früher nahm man an, der Gecko besäße winzige Saugnäpfe an den Füßen.

Der Gekkomat nutzt tatsächlich Saugnäpfe, um einen Menschen an einer senkrechten Wand empor steigen zu lassen. Die Saugnäpfe werden mit Druckluft aus einer Flasche gespeist, die der Kletterer auf seinem Rücken trägt. Zwischen Saugnapf und Wand bildet sich so ein Vakuum. Farbige Lämpchen zeigen an, wann das Vakuum ausreicht, um den Saugnapf mit Gewicht zu belasten. Ein Saugnapf kann bis zu 205 Kilo tragen. Nachteilig ist allerdings das Gesamtgewicht der Kletterausrüstung. Es liegt bei rund 30 Kilo – Und so schnell wie ein Gecko ist der Saugnapf-Kletterer auch nicht.

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