Präzise MOTIF-Roboterhand greift sicher und nimmt Wärme wahr

Fülle taktiler Sensoren sorgt bei Neuheit von US-Wissenschaftlern für besondere Geschicklichkeit

Sensoren verteilen sich auf Handfläche (rechts) und Handrücken (Bild: Zhou et al/arXiv)

Los Angeles (pte004/21.07.2025/06:15)

Kaum weniger geschickt und empfindlich als eine menschliche ist die neue MOTIF-Hand, die Forscher an der University of Southern California (USC) entwickelt haben. Das Kürzel steht für "Multimodal Observation with Thermal, Inertial, and Force sensors" (Multimodale Beobachtung mit Wärme-, Trägheits- und Kraftsensoren) und passt genau. Es gibt wohl keine Roboterhand, die mit annähernd so vielen unterschiedlichen taktilen Sensoren ausgestattet ist. Sie kann fühlen, Abstände millimetergenau erfassen, ebenso Beschleunigungen messen, Oberflächentemperaturen fühlen und dabei selbst sehen, was sie tut.

Wärme fühlt kaum eine Roboterhand

Ihre Forschungsergebnisse publizierten die Wissenschaftler vor Kurzem im Open-Access-Arhiv arXiv. "Wir wollten die Robotermanipulation über die traditionelle visuelle und taktile Sensorik hinaus weiterentwickeln", erläutert USC-Forscher Daniel Seita, der MOTIF mit seinem Team entwickelt hat. "Aktuelle Roboterhände mit mehreren Fingern verfügen oft nicht über die integrierten Sensorikfunktionen, die für komplexe Aufgaben mit Wärmewahrnehmung und reaktionsschneller Kontaktrückmeldung erforderlich sind. Unsere allerdings schon."

Ziel war es, eine Hand zu entwickeln, die Objekte sowohl sicher als auch präzise handhaben kann. Durch die Nutzung umfassender Sensoreingaben kann die von ihnen entwickelte Hand in verschiedenen Umgebungen, vom Haushalt bis zur Fabrik, Objekte vielerlei Art zuverlässig manipulieren. "Wir haben uns dabei von menschlichen Verhaltensweisen inspirieren lassen", so Seita. "Zu den wichtigsten Vorteilen von MOTIF gehören eine umfassende Umgebungswahrnehmung, die Fähigkeit, heiße Gegenstände sicher zu handhaben, und die Unterscheidung zwischen Objekten mit ähnlichem Aussehen, aber unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften." MOTIF ergreift heiße Objekte genau dort, wo sie am kältesten sind, um sich selbst zu schützen.

Angepasste Manipulationsstrategien

"Die bemerkenswerteste Errungenschaft ist die Integration verschiedener Sensoren in eine einzige geschickte Roboterhand, wodurch wir ihre Manipulationsfähigkeiten erheblich verbessert haben", so USC-Forscher Haozhe Lou. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kombination aus Wärmesensorik und 3D-Rekonstruktion ein sicheres Greifen effektiv unterstützt und die Trägheitssensorik eine präzise Klassifizierung der Masse von Objekten ermöglicht."

Seita und sein Team sehen den Einsatz von MOTIF vor allem in Haushalten, Profiküchen sowie in der Industrie. Da die Hand heiße Gegenstände sicher handhaben und mit hoher Präzision manipulieren kann, könnte sie bestehende Systeme beim Kochen, aber auch beim Schweißen oder Festziehen von Schrauben übertreffen, da diese Aufgaben eine genaue Einschätzung der Kräfte und die Anpassung der Manipulationsstrategien an die Temperatur des Objekts erfordern.

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