Neuartiger Sensor aus Klagenfurt gibt Robotern „Fingerspitzengefühl”
Ein Mensch kann üblicherweise ohne nachzudenken ein rohes Ei, eine Banane oder einen Metallbecher greifen, ohne Ersteres zu zerbrechen, Zweiteres zu zermatschen und Letzteren wegen seiner glatten Oberfläche fallen zu lassen. Für Roboter sind diese Aufgaben ungleich schwieriger.
Denn sie müssen zunächst die Eigenschaften des entsprechenden Objekts erfassen, um es richtig behandeln zu können. Ein Team der Universität Klagenfurt hat nun einen neuartigen taktilen Sensor vorgestellt, der Robotergreifer sensibler macht und ihnen dadurch das nötige „Fingerspitzengefühl“ verleiht. Details wurden kürzlich in der Fachzeitschrift IEEE Robotics and Automation veröffentlicht.
Normal- und Scherkräfte
Die neue Sensortechnologie namens CapTac erfasst die Verteilung der Kräfte auf der Greiffläche, also den „Fingern“ eines Roboters. „Für Maschinen ist es entscheidend, Kontaktflächen zu erkennen und die Verteilung von Normal- und Scherkräften zu messen, insbesondere dann, wenn es darum geht, zu erkennen, ob ein Objekt rutscht oder ob ein Objekt so empfindlich ist, dass es bei zu starkem Druck Schaden nehmen könnte“, erklärt Hubert Zangl in einer Aussendung. Er ist Vorstand des Instituts für Intelligente Systemtechnologien an der Universität Klagenfurt und Co-Autor der Studie.
Hubert Zangl ist Vorstand des Insituts für Intelligente Systemtechnologien der Universität Klagenfurt.
© aau/Müller
Der Sensor besteht aus 9 einzelnen Zellen, die in einem Raster angeordnet sind. Jede enthält 4 Elektroden und ist mit einer weichen, leitenden Polymerschicht überzogen, die als Gegenelektrode zu jenen in der Zelle fungiert.
Wenn nun eine externe Kraft auf den Sensor einwirkt – etwa weil die Finger eines Roboters etwas damit greifen – verformt sich die Polymerschicht und der Abstand zwischen den Elektroden verändert sich. Dadurch können die wirkenden Kräfte auf mehreren Achsen errechnet werden, und der Roboter kann seine Handlungen entsprechend anpassen.
Nicht nur für robotische Finger
CapTac kann laut Zangl kostengünstig hergestellt werden und ist leicht austauschbar. Der Sensor arbeitet drahtlos und funktioniert bis zu einem Gewicht von bis zu 600 Gramm – ein Päckchen Mehl könnte man einem entsprechenden Roboter also nicht in die Hände geben.
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Wie die Forscherinnen und Forscher betonen, kann das System nicht nur in weichen Roboterfingern angewandt werden. Auch an anderen „Hautstellen“ eines Roboters, vor allem entlang des Arms, kann Captac nützliche Informationen liefern.