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»Animated Ads« - kletternde Werbetafeln

21.07.1999 - (idw) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Die "Animated Ads" haben wir zwar bereits im letzten Mediendienst vorgestellt. Nachdem sie nun aber mit dem "Innovationspreis 1999" ausgezeichnet wurden, kommen sie hier natürlich nochmals zu Ehren: Gernot Schmierers modular aufgebauter Kletterroboter kann nicht nur Brücken inspizieren oder Tanks reinigen. Er nimmt bei Bedarf auch Werbetafeln oder Nikoläuse auf den Buckel und klettert damit Häuserfassaden entlang.

Außenwerbung ist ein fester Bestandteil unserer Umwelt. Leuchtreklamen, Laufschriften, Werbetafeln und die unterschiedlichsten Informationssysteme wetteifern um unsere Aufmerksamkeit. So verschieden diese Werbe- und Informationsträger auch sein mögen, eines haben sie gemeinsam: Sie werden statisch an Gebäudefassaden angebracht, d. h. sie bewegen sich nicht von der Stelle. Dabei nimmt das menschliche Auge Bewegungen besonders gut wahr. Werbefachleute versuchen darum, mit bewegten Bildern oder Buchstaben auf statischen Tafeln oder Videoleinwänden Aufmerksamkeit zu erzielen. Hat sich der Mensch jedoch an die Position des Werbe- oder Informationsträgers gewöhnt, nimmt er ihn meist nicht mehr wahr - auch, wenn sich die Bilder darauf bewegen.

Der Gewohnheitseffekt, der bei konventionellen Werbe- und Informationsträgern nach gewisser Zeit eintritt, läßt sich umgehen, wenn sich das Trägersystem selbst - etwa entlang einer Fassade - bewegt. Gernot Schmierer, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA, hat sich darum eine Synthese aus Kletterroboter und Werbe- bzw. Informationsträger ausgedacht, die konventionellen Werbesystemen in ein paar Jahren den Rang ablaufen könnte: die "Animated Ads". Zahlreiche Einsatzbereiche - Gebäudefassaden, zentrale Plätze in Städten, Stadien, Bahnhöfe, Flughäfen oder Messehallen - sind vorstellbar und ebensoviele Aufgaben: Dank seiner Modularität und der damit verbundenen leichten Anpaßbarkeit an spezielle Kundenanforderungen könnte der Fraunhofer IPA Technologieträger nicht nur als krabbelnde Werbeattraktion, sondern beispielsweise auch zur Tankinnenreinigung, zur Brückeninspektion, zur Sanierung von Kernkraftwerken oder zur Reinigung von schwer zugänglichen Flächen eingesetzt werden.

Die Modulbauweise ermöglicht unterschiedlichste Ausführungsvarianten des Kletterroboters - je nach Trägersystem und Nutzlast. Das Trägersystem besteht aus Modulen für das Festhalten, die Bewegung, den Antrieb, die Kommunikation und die Steuerung des mobilen Roboters. Daran lassen sich außer Werbetafeln auch Sensoren, Kameras, Reinigungsköpfe oder andere Werkzeuge befestigen. Das intelligente Vakuum-Haltemodul als kritisches Teilsystem des Kletterroboters besitzt alle Eigenschaften, die von innovativen Komponenten für Serviceroboter erwartet werden können: Auf Befehl der Steuerung erzeugt ein Kompaktejektormodul ein Vakuum im Innern des Sauggreifers. Es braucht dafür lediglich eine Druckluftversorgung von sechs Bar. Die Intelligenz des Moduls, die es dem Greifer ermöglicht, autonom den benötigten Unterdruck zu erzeugen, zu überwachen und zu erhalten und die kritische Zustände sofort an das übergeordnete Steuerungsprogramm überträgt, basiert auf dem CANopen-SLIO-Chip. Durch diesen Lowcost-Baustein ist es gelungen, Standardkomponenten feldbusfähig zu machen. Damit ist der Weg für kundenindividuelle modulare Servicerobotersysteme geebnet.

Die Kinematik des Fraunhofer IPA Kletterroboters basiert auf dem industriell erprobten "Sliding-Frame-System": Auf einem Grundrahmen aus CFK-Sandwich-Rundstäben gleiten vier über zwei Zahnriemen angetriebene Beine. Weitere vier Beine, symmetrisch im Zentrum des Roboters angeordnet, sind drehbar gelagert und werden ebenfalls über einen Zahnriemen angetrieben. Der Kletterroboter kann somit eine Translations- und eine Rotationsbewegung durchführen und ist in der Lage, jeden beliebigen Punkt auf ebenen und schwach gekrümmten Flächen "anzufahren". Auch bei der Entwicklung des Bewegungssystems stand die Modularität im Vordergrund. So handelt es sich bei den CFK-Sandwich-Rundstäben um Standardmaterial, das in verschiedenen Längen und Durchmessern verfügbar ist. Diese hochbelastbaren Stäbe, die sich bereits im Flugzeugbau und in der Raumfahrt im Einsatz befinden, werden mit vom Fraunhofer IPA entwickelten Klemmverbindern zusammengesetzt. Der extrem steife Aufbau kann in wenigen Minuten an veränderte Anforderungen angepaßt werden.

Den ersten Prototyp seines Kletterroboters stellte Gernot Schmierer am 30. Juni und 1. Juli auf der 40-Jahr-Feier des Fraunhofer IPA vor. Im Rahmen der Abendveranstaltung am 30. Juni wurde Schmierer außerdem der Fraunhofer IPA "Innovationspreis 1999" verliehen. Mit seinem "Baukastensystem für einen modularen Kletterroboter" errang er den dritten Platz.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
Dipl.-Ing. Gernot Schmierer
Telefon 0711/970-1291, Telefax 0711/970-1008, e-mail grs@ipa.fhg.de


Fraunhofer IPA Innovationspreis 1999

"Innovationen sind erst dann erfolgreich, wenn sie schon in der konzeptionellen Phase Praxisbezug und eine gewisse Marktnähe aufweisen. Nur dann ist gewährleistet, daß Innovationsaktivitäten nicht in die falsche Richtung oder in eine Sackgasse laufen", betonen die Institutsleiter des Fraunhofer IPA, Prof. Engelbert Westkämper und Prof. Rolf Dieter Schraft. Um dem Kriterium Praxisnähe noch stärkeres Gewicht zu verleihen, als sie es für ein industrienahes Institut für angewandte Forschung ohnehin schon hat, beurteilten dieses Jahr erstmals drei externe Juroren die vorgestellten Entwicklungen für den Fraunhofer IPA "Innovationspreis 1999". Neben Prof. Peter Scharf von der Universität Siegen, der bereits in den letzten Jahren der Jury angehörte, stellten sich Dr. Albrecht Köhler von DaimlerChrysler Aerospace und Dr. Berend Oberdorfer von der Deutschen Bank zur Verfügung

Folgende drei Innovationen wurden ausgezeichnet:

1. Preis: Teambasierte interaktive Planungsumgebung
("Planungstisch")
von Torsten Aschekowski, Ralf von Briel und Kilian Grefen

2. Preis: Planung und Steuerung dezentraler Produktionsstrukturen mit dem 3Liter-PPS®-Konzept
von Pit Löllmann und Ulrich Färber

3. Preis: Ein modulares Baukastensystem für autonome

Kletterroboter ("Animated Ads")
von Gernot Schmierer

Der Preis wird seit 1993 jährlich vergeben. Alle wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fraunhofer IPA und seines Schwesterinstituts an der Universität Stuttgart, des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF), können sich mit aktuellen Forschungsarbeiten um den Preis bewerben. Drei externe Gutachter, die drei Fraunhofer IPA Bereichsleiter sowie je ein unabhängiger Abteilungsleiter aus jedem Bereich beurteilen die eingereichten Arbeiten unter anderem nach den Kriterien "Kundennutzen", "Kreativität des Lösungsansatzes" und methodisch-wissenschaftliche Vorgehensweise bei der Problemlösung.
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