IMSystems ist ein vielversprechendes Start-up-Unternehmen aus Delft, das eine neue Generation von Antriebssystemen für Roboterarme entwickelt. Dadurch werden Roboter bald wesentlich präziser arbeiten können, so dass die menschliche Hand wahrscheinlich nicht mehr benötigt wird, um hoch entwickelte Elektronik wie Mobiltelefone herzustellen.

Wie ist die IMSystems-Methode aufgebaut?

Das Funktionsprinzip bestehender Getriebe besteht darin, dass sie die Drehbewegung eines schnell laufenden Motors in eine langsamere, aber leistungsfähigere Bewegung umwandeln. Durch die dabei auftretende mechanische Hebelwirkung wird die Leistung einer bestimmten Anwendung, wie beispielsweise eines Roboterarms, erhöht. Bestehende Getriebe verwenden in der Regel Zahnräder, um diesen Effekt zu erreichen. Unser Produkt enthält keine Zahnräder, sondern Hohlzylinder aus hartem Stahl (mit größeren Zylindern an den Enden), die sich um einen elektrisch angetriebenen Vollzylinder drehen, was ebenfalls diese Hebelwirkung bewirkt. Unser Übertragungssystem heißt Archimedes Drive, benannt nach dem berühmten Philosophen aus dem antiken Griechenland, Archimedes, der die Hebelwirkung entdeckte. Archimedes sagte: „Gib mir einen Hebel, der lang genug ist, und ich werde die Erde bewegen können“. Was wir mit dem Archimedes Drive machen, ist ein sehr großer Hebel in einem sehr kleinen Paket. Das ist es, was jede Übertragung bewirkt. Unsere Innovation ist, dass wir keine Zahnräder wie bei bestehenden Getrieben verwenden. Sie können jede Menge Probleme machen. So gibt es beispielsweise immer einen gewissen Spielraum zwischen den Zähnen. Das ist unvermeidlich. Egal wie klein dieses Spiel auch sein mag, ein Roboterarm kann sich dadurch nicht so präzise bewegen. Wenn Sie ein Mobiltelefon montieren wollen, muss der Computer auf der Mikrometer genau wissen, wo der Roboterarm die Teile platzieren soll. Jetzt muss sich der Roboter jedes Mal neu justieren, um sich dieser Präzision nähern zu können. Und am Ende erreichen sie immer noch nicht das vom Hersteller gewünschte Ergebnis. Wenn man sich die Entwicklung von Mobiltelefonen ansieht, sieht man, dass dies einen Stolperstein bei der Herstellung darstellt. Die Telefone sind im Laufe der Jahre immer dünner geworden. Aber viel mehr als das hat sich tatsächlich nicht geändert, auch wenn es sie schon lange gibt. Man sieht auch, dass ein Teil des Herstellungsprozess noch immer händisch geschieht. Weil Roboter nicht in der Lage sind, mit der menschlichen Produktivität zu konkurrieren. Beim Archimedischen Antrieb werden die rotierenden Hohlzylinder unter sehr hohem Druck gegeneinander gestellt. Das schafft so viel Grip zwischen den Teilen, dass Sie den gleichen Effekt erzielen wie Zahnräder, die ineinander greifen. Es gibt jedoch kein Spiel zwischen den Oberflächen der Zylinder oder zwischen den Zähnen der Zahnräder. So erreichen wir die Präzision, die für eine sorgfältige Montage erforderlich ist.

Was ist die Motivation für die Entwicklung dieses neuen Systems?

Unser Gründer, Jack Schorsch, wurde einmal in den USA beauftragt, leichtere Prothesen für den aktiven Gebrauch herzustellen. Dazu gehörten künstliche Arme, die sich mit Hilfe von Motoren und Getrieben bewegen konnten. Diese Getriebe waren so schwer, dass sie für ein Kind unmöglich zu bewältigen waren. Eine der Ursachen waren die massiven Stahlgetriebe. Jack Schorsch dachte, dass viele Maschinen unter zu schweren, unzureichenden Zahnradgetrieben litten. Deshalb hat er ein neues System entwickelt: den Archimedes Drive.

Was war die größte Herausforderung für IMSystems?

Im Moment ist dies der Beweis dafür, dass der Archimedes Drive eine lange Lebensdauer hat. Kunden wollen eine Lebensdauer von Jahren, bei einem Betrieb von etwa 23 Stunden am Tag. Da es immer einen Zeitpunkt für die Wartung oder einen Stillstand der Produktionslinie gibt, sind 24 Stunden am Tag unrealistisch. Natürlich hat man keine 20 Jahre Zeit, um das herauszufinden. Man kann den Testprozess beschleunigen, indem man eine Testmaschine mit maximaler Leistung betreibt, die das Archimedes-Laufwerk enthält, obwohl es eigentlich für den durchschnittlichen Gebrauch mit gelegentlichen Spitzen vorgesehen ist. So kann man innerhalb eines Monats feststellen, ob das Getriebe 20 Jahre hält. Aber auch dann bleibt das Testen der Lebensdauer eine Herausforderung. Wenn etwas ausfällt, muss man nach dem Fehler im Design suchen. Dann muss das Engineering-Team besprechen, wie das Problem gelöst werden kann. Dazu ist eine Menge Nachdenken, Rechnen und Zeichnen nötig. Das kann bis zu drei Monate dauern. Danach muss der Hersteller die neuen Komponenten herstellen. Das dauert ebenfalls weitere drei Monate. Danach müssen wir das neue Getriebe für weitere drei Monate testen. In der Zwischenzeit müssen wir die Miete und die Mitarbeiter bezahlen.

Das Team von IMSystems Foto: IMSystems

Welcher war der lohnendste Moment für dich?

Das war vor zweieinhalb Jahren, als wir das erste echte Getriebe aus Stahl bekamen, das das Funktionsprinzip betätigte. Zuvor sagten uns Professoren, dass unser Produkt „theoretisch nicht möglich“ und „praktisch nicht machbar“ sei. Weil sie dachten, dass unser Getriebe zu heiß und durchdrehen würde. Aber das ist nicht passiert. Von diesem Moment an wussten wir, dass es natürlich Jahre dauern würde, bis wir ein fantastisches, gut entwickeltes Endprodukt haben würden. Aber so ist es in der Getriebewelt. Der letzte wirkliche Durchbruch war vor sechzig Jahren. Die modernsten Roboter von heute nutzen die gleiche Technologie wie der Wagen, der vor sechzig Jahren auf dem Mond herumfuhr. Lächerlich, wirklich. Wenn Sie sich die Entwicklung von Software ansehen, sehen Sie, dass Computer viel intelligenter geworden sind. Aber die Roboterhardware ist immer noch genau die gleiche.

Was können wir in Zukunft von IMSystems erwarten?

Wir werden bald eine große Investition erhalten, um die Entwicklung des Archimedes Drive voranzutreiben. Und 2020 wollen wir ein Entwicklungskit auf den Markt bringen, mit dem Hersteller testen können, ob sie den Archimedes Drive nutzen können oder nicht. Auf diese Weise können sie die Technologie im Voraus ausprobieren. Wenn sie zufrieden sind, können wir sehen, ob ein maßgeschneidertes Getriebe rechtzeitig hergestellt werden kann. Auf diese Weise wollen wir einen Kundenstamm aufbauen. Viele Hersteller von Elektrofahrrädern, Robotersaugern, Windmühlen und Mobiltelefonen verfügen beispielsweise über eine eigene Forschungs- und Konstruktionsabteilung, die immer auf der Suche nach dem neuesten Stand der Technik ist. Darauf konzentrieren wir uns jetzt. Wir hoffen, dass das fertige Produkt unseres Archimedes Drive in wenigen Jahren fertig ist. Dann können wir es in großem Stil liefern.

IMSystems ist eines von zwanzig Start-ups, die das paneuropäische Netzwerk RobotUnion im Juli für einen Preis von bis zu 223.000 Euro nominiert hat. Die nächste Runde dieses europäischen Start-up-Wettbewerbs findet im Oktober statt.