Roboter greift so sanft zu wie ein Mensch

Sanft wie ein Mensch packt ein dreifingriger Greifer zu, den Forscher an der Ritsumeikan University entwickelt haben. Er lässt sich industriell einsetzen, um empfindliche Produkte zu manipulieren. Haupteinsatzgebiet soll jedoch der Pflegebereich sein, der in Japan besonders wichtig ist, weil die Menschen dort so alt werden wie nirgendwo sonst.

Eine der größten Herausforderungen war die Notwendigkeit, in die Finger Sensoren zu integrieren, die ein Feedback geben, sodass die minimal nötige Kraft aufgewendet werden kann, die nötig ist, um einen Gegenstand zu packen. Außerdem muss er die jeweilige Position des Fingers und seine Stellung zurückmelden. Sensoren sind jedoch starr, sodass sie dem Anspruch eines sanften Greifers nicht entsprechen können.

Ein Team um Assistenzprofessor Mengying Xie hat die Multimaterial-3D-Drucktechnologie genutzt, um weiche Roboterfinger mit eingebauten Sensoren herzustellen. Bei diesem Verfahren werden unterschiedliche Tinten eingesetzt, um den unterschiedlichen Materialanforderungen eines weichen beweglichen Fingers gerecht zu werden.

Druck und Vakuum wechseln

Dass sich der Finger krümmen und strecken kann, liegt an einer Aufblaskammer im Inneren, die mit Luft unterschiedlichen Drucks gefüllt wird. Versteift wird der Finger durch ein Vakuum, das zwischen mehreren Schichten eines biegsamen Materials erzeugt wird. Diese beiden Funktionen ermöglichen es dem Greifer, jeden Gegenstand sanft zu ergreifen. Als Sensor dient eine piezoelektrische Schicht, die sich in den biegsamen Materialien befindet. Sie erzeugt eine Spannung, wenn sie unter Druck gerät. Diese Spannung wird zur Steuerung der Finger genutzt. Alle Bestandteile des Fingers werden parallel per 3D-Druck hergestellt.

Mit eingebauten Sensoren, die sich selbst mit Strom versorgen, können Roboter sicherer mit Menschen und ihrer Umgebung interagieren, so Xie. Da der integrierte Sensor keinen Fremdstrom benötigt, fällt eine Fehlerquelle weg - die Greiffunktion steht immer zur Verfügung. (pte)

http://en.ritsumei.ac.jp