Roboterspinnen bauen Flugzeug- und Schiffsrümpfe
Der nächste größere Schritt beim 3-D-Drucken wirkt auf den ersten Blick etwas gruselig: Große krabbelnde Spinnenroboter mit Druckerdüsen an ihren Unterseiten. In den Laboren des Siemens Corporate Technology Campus in Princeton, New Jersey, haben Forscher Prototypen solcher künstlicher Gliederfüßer entwickelt, die nicht nur mobil drucken, sondern ihre Aufträge gemeinsam mit elektronischen Artgenossen erledigen. Auf diese Weise lassen sich in Zukunft womöglich in einem beschleunigten Verfahren Strukturen und Oberflächen komplexer Gebilde wie Flugzeugrümpfe oder Schiffskörper gestalten.
Die "Siemens Spiders", kurz SiSpis, tragen das Material schichtweise im Mikrometerbereich auf. Um mit dieser Methode beispielsweise einen Schiffsrumpf entstehen zu lassen, ist es aber mit einer Handvoll SiSpis nicht getan – es braucht womöglich Hunderte solcher Spinnentiere, die autonom zusammenarbeiten. Ermöglicht wird das kollektive Arbeitsprojekt durch eigens entwickelte Algorithmen für die Multi-Roboter-Aufgabenplanung, wie Livio Dalloros, der Leiter der Forschungsgruppe für Produktdesign, Modellierung und Simulation, erklärt.
Im Detail sieht das folgendermaßen aus: Um ihre unmittelbare Umgebung zu interpretieren, verwenden die Roboter Onboard-Kameras und einen Laser-Scanner. Jeder Roboter kennt den Bewegungsradius seines 3-D-Druckerarms und findet eigenständig heraus, welchen Teil einer flachen oder gewölbten Fläche er ansteuern kann, während die anderen Roboter dieselbe Technik zur Bearbeitung der angrenzenden Flächen verwenden. Indem jedes Areal in vertikale Kästchen aufgeteilt wird, sind die Roboter in der Lage, selbst komplexe Geometrien gemeinsam so zu bearbeiten, dass kein Fleck ausgelassen wird.