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pte20210303043 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Taktiler Sensor beweist Fingerspitzengefühl

Innovative Roboter-Greifhand kann fragile Objekte wie ein Ei äußerst sicher festhalten


Versuch mit Greifhand: Labortests mit einem Ei (Foto: cityu.edu.hk, Shen Yajing)
Versuch mit Greifhand: Labortests mit einem Ei (Foto: cityu.edu.hk, Shen Yajing)

Hongkong (pte043/03.03.2021/11:30) - Forscher der City University of Hong Kong (CityU) http://cityu.edu.hk und der University of Hong Kong (HKU) http://hku.hk haben einen weichen taktilen Sensor entwickelt, der über ein außergewöhnliches Fingerspitzengefühl verfügt. Eine Roboter-Greifhand, die an den Fingern mit dem neuartigen Sensor bestückt wird, kann selbst schwierige Aufgaben wie das vorsichtige Ergreifen und Festhalten von fragilen Objekten wie einem Ei meistern.

Menschliche Haut als Vorbild

"Eine der wichtigsten Eigenschaften der menschlichen Haut ist die Fähigkeit, die Abscherkraft richtig zu erspüren", so Shen Yajing, Associate Professor am Department of Biomedical Engineering der CityU. Damit sei jene Kraft gemeint, die dafür sorgt, dass zwei Objekte übereinander gleiten, wenn sie sich berühren. "Weil unsere Haut die Stärke, Richtung und die subtilen Änderungen der Abscherkraft wahrnimmt, können wir abschätzen, wie wir ein Objekt stabil mit den Fingern in der Hand halten oder wie fest wir es greifen müssen", erläutert der Experte.

Um diese besondere Fähigkeit nachzuahmen, hat Shen mit seinem Kollegen Pan Jia von der HKU einen neuen taktilen Sensor entwickelt. Dieser ist genau wie sein natürliches Vorbild als mehrschichtige Struktur angelegt und verfügt auf seiner Oberfläche über einen knapp 0,5 Millimeter dünnen, flexiblen und speziell magnetisierten Film. "Wenn eine externe Kraft auf diesen Film einwirkt, kann er das über die Veränderung im magnetischen Feld spüren, weil er sich entsprechend verformt", so Shen.

Smarte Prothesen und Haus-Roboter

Bei Tests im Labor haben die Hongkonger Forscher ihren Sensor zu Demonstrationszwecken an den Fingerspitzen einer Roboter-Greifhand montiert, um seine praktische Einsatzfähigkeit bei einer Reihe von Aufgaben auf die Probe zu stellen. Der Greifhand war es dadurch zum Beispiel möglich, fragile Objekte wie ein Ei vorsichtig, aber stabil in die Hand zu nehmen. Das Ganze funktionierte auch dann, als eine externe Kraft versuchte, das Ei wegzuziehen. "Der Sensor kann sowohl die Greifposition als auch -kraft sehr sensibel anpassen", freut sich Shen.

Nach Auffassung der Forscher hat ihre Erfindung ein breites Anwendungspotenzial: "Der Sensor könnte für viele Anwendungen in der Robotik große Vorteile bringen - von smarten Prothesen bis hin zu besseren Mensch-Maschine-Interaktionen. Fortschritte bei weichen taktilen Sensoren mit hautähnlichen Eigenschaften könnten außerdem dazu beitragen, dass Roboter bald Teil unseres alltäglichen häuslichen Lebens werden."



(Ende)
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