Mechatronik beeinflusst viele Fachgebiete und verleiht mechanischen Systemen „Intelligenz“. Rund 80 % der Innovationen rund um Maschinen und Autos basieren schon heute auf mechatronischen Entwürfen und moderner Mess- und Regelungstechnik, weiß Prof. Isermann von der TU Darmstadt.
Von unserem Redaktionsmitglied Dietmar Kieser dietmar.kieser@konradin.de
Prof. Klaus Wucherer gab sich optimistisch. So schlimm das Tagesgeschäft derzeit auch sei, betonte der VDE-Präsident und hauptberufliche Vorstand der Siemens AG, so sehr müssten auf der Hannover Messe die Innovationen in den Mittelpunkt rücken. Schließlich gelte es, den Blick auf die nächsten Jahre zu richten und nicht auf die nächsten Wochen.
Wucherer gab allerdings zu bedenken, dass man beim Umsetzen von Innovationen extrem schnell sein und das Marktfenster erreichen müsse. Beispiel Informationstechnik: „Beim Thema IT, das in aller Munde war und ist, und das ja auch die Elektrotechnik voll vereinnahmt hat, sind die USA führend“, betonte er. Deutschlands Stärke sieht der VDE-Vormann bei der Mikro- und Nanotechnologie, und hier nicht nur bei Chips, sondern auch bei der Fertigung ganzer Systeme, bis hin zu kleinsten Fabrikanlagen. „Wir sind gerüstet, um hier eine Vorreiterrolle einzunehmen“, sagte Wucherer, der weiß, dass hiesige Firmen „in der Mikro- und Nanotechnik zu Hause sind und hervorragende Branchenkenntnisse besitzen.“ Insgesamt hätten deutsche Unternehmen eine gute Position. Doch gerade in schwierigen Zeiten dürfe man nicht der Idee verfallen, F+E-Ressourcen einzusparen. Diese Investitionen wirkten sich langfristig aus und würden erst in ein paar Jahren Früchte tragen.
Dem konnte Prof. Rolf Isermann nur zustimmen. Der Professor der TU Darmstadt ist selbst mit an der Strömung beteiligt, die Technik in die Produkte hineinwachsen lässt. Damit sei Technik „embedded“, bediente Isermann eines der Modewörter der Industrial IT. „Wird alles in einer Komponente untergebracht, so entsteht ein Mehr an intelligenten Systemen“, sagte der international renommierte Mechatronik-Experte. Damit könne man neue Funktionen realisieren, die bisher nicht möglich sind. Deutschland sei auf vielen Gebieten führend, vor allem im Maschinen- und Fahrzeugbau, wo zunehmend die mechatronische Durchdringung berücksichtigt werde.
„Dabei besteht eine große Chance, wenn die Entwicklung systematisch angegangen wird“, empfahl Isermann. Ingenieuren öffnet sich hier ein weites Feld. Vorarbeit leisten viele ingenieurwissenschaftliche Institute. So ist denn auch manche Entwicklung der ausländischen Konkurrenz um Längen voraus. Eines der Paradebeispiele mechatronischer Technikentwürfe drehte in Gestalt des Roboters Johnnie auf einem Messestand in der Innovationshalle 18 seine Runden.
Das Bemerkenswerte an dem auf zwei Beinen marschierenden Alu-Gesellen sind weniger die dem Menschen nachempfundenen Gliedmaßen. „Johnnie ist bewegungsautonom, entscheidet also selber, wie er geht“, sagte Dipl.-Ing. Michael Gienger, der am Institut für Angewandte Mechanik der TU München mit dazu beigetragen hat, dass Johnnie allein seinen Weg findet. Der 1,80 m große und 43 kg schwere Zweibeiner erkennt Hindernissse, erklimmt Treppenstufen und läuft über Balken hinweg. Ausgeklügelte Sensoren machen dies ebenso möglich wie eine 3D-Bildverarbeitungssoftware und ein Programm, das zunächst die eigentliche Schrittfolge steuert. Überlagert wird die Schrittfolge mit den Bilddaten und der Information, die ein „Gleichgewichtsorgan“ liefert. All dies ermöglicht es dem Roboter, zügig zu laufen. Das Know-how dafür erwarben sich die Münchener Ingenieure in 15-jährigen Forschungen an sechs- und achtbeinigen Laufmaschinen.
Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierte Programm des intelligenten Roboters Johnnie läuft in diesem Jahr aus, ein Anschlussprojekt ist derzeit in der Bewilligungsphase. „Die weitere Entwicklung könnte in Richtung intelligente Strategien gehen, eventuell folgt der Bau eines neuen Roboters“, deutete Michael Gienger an. Bleiben werden Entwicklungsergebnisse, die in Anwendungen einfließen könnten.
Interessant sind die Software-Systeme beispielsweise für die Herstellung von Regelungstechniken. Profitieren soll auch die Entwicklung medizinischer Geräte zur Rehabilitation von Schlaganfallpatienten. Denn Maschinen wie Johnnie helfen den Forschern, im Detail zu verstehen, wie sich eine sinnvolle Schrittfolge zusammensetzt, in welcher Reihenfolge Gelenke oder Muskeln aktiv werden und wie der Körper das Gleichgewicht hält. Und natürlich sind solche Maschinen auch Technologietreiber und Vorbild für Service-Roboter.
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