Roboterhand mit großem Fingerspitzengefühl kann auch rohe Eier greifen

Neuartiger Schnurantrieb mit kleinen Elektromotoren, die Schnüre verdrillen, entwickelt

[Auf dem Campus, 30.03.2012] Dinge „wie ein rohes Ei“ zu behandeln ist zum Synonym für Fingerspitzengefühl geworden. Nun ist ein komplexer Bewegungsapparat nötig, um ein Ei nicht zu zerbrechen, wenn man es in der Hand hält. Umso schwieriger ist es, auch Maschinen ein solches Fingerspitzengefühl beizubringen. Forschern der Universität des Saarlandes ist dies jetzt zusammen mit Wissenschaftlern aus Bologna und Neapel gelungen:
Sie haben eine Roboterhand entwickelt, die ein rohes Ei halten kann. Sie ist samt Antrieb nicht größer als der menschliche Arm. Möglich macht dies ein neuartiger Schnurantrieb, bei dem kleine Elektromotoren die Schnüre verdrillen. Die Roboterhand ist dadurch kraftvoll, aber auch feinfühlig und könnte eines Tages als Helfer im Haushalt oder bei Katastrophen zum Einsatz kommen.

Foto: Universität des Saarlandes, Markus Breig

Foto: Universität des Saarlandes, Markus Breig

Von Saarbrücker Wissenschaftler entwickelte sensible Roboterhand, die ein rohes Ei greifen kann, ohne es zu zerbrechen.

Sie wollten ihrer Roboterhand ein breites Spektrum an menschlichen Eigenschaften verleihen. Auf einfache und platzsparende Weise sollten ihre künstlichen Muskeln enorme Kräfte übertragen können, erklärt Chris May, Wissenschaftler am Lehrstuhl für Antriebstechnik der Universität des Saarlandes.
Die Roboterhand wurde jetzt bei einer Tagung am Forschungszentrum Informatik in Karlsruhe vorgestellt. Sie ist ein Beispiel für neue Wege, die im Rahmen des europäischen „DEXMART“-Projektes in der Roboterforschung beschritten wurden. Internationale Wissenschaftler hatten vier Jahre lang verschiedene Konzepte entwickelt, um vor allem zweiarmige Roboter möglichst vielseitig einsetzen zu können. Die Europäische Union hat den Forschungsverbund dafür mit 6,3 Millionen Euro gefördert.
Wenn Roboter im Haushalt helfen oder Menschen aus brennenden Häusern retten sollen, benötigten sie Hände, die kraftvoll und zugleich behutsam zupacken, betont Hartmut Janocha, Professor für Prozessautomatisierung an der Universität des Saarlandes. Die Herausforderung bestehe darin, die erforderliche Technik möglichst im Roboterarm verschwinden zu lassen, wobei sich dieser in Größe und Umfang nicht wesentlich vom menschlichen Arm unterscheide. Sie seien dabei auf eine einfache, aber äußerst wirksame Idee gekommen – über Schnüre, die von kleinen, schnell drehenden Elektromotoren verdrillt würden, könnten sie auf kleinstem Raum sehr hohe Zugkräfte erzeugen, erläutert Mechatronik-Forscher Chris May. Die über Sensoren geregelte Roboterhand könne dadurch vielfältige Gegenstände ertasten, sie greifen und anheben und an anderer Stelle wieder behutsam ablegen. May demonstrierte dies in Karlsruhe am Beispiel von zerbrechlichen Ostereiern und schweren Glasflaschen.
Polymerschnüre, die enorm belastbar sind, geben den Saarbrücker Forschern die Möglichkeit, mit einem kleinen Elektromotor und einer Schnur von 20 Zentimetern Länge eine Last von fünf Kilogramm in Sekundenschnelle um 30 Millimeter anzuheben. Jeder Roboterfinger, der wie beim Menschen in drei Glieder unterteilt sei, könne mit den einzelnen Seilzügen sehr feinfühlig gesteuert werden, beschreibt May den neuartigen Miniaturantrieb. Die winzigen Elektromotoren liefen mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment von etwa fünf Newtonmillimetern. Die Roboterhand sei dadurch so nah an menschlichen Fähigkeiten, dass die Vorstellung, sie als persönlichen Assistenten im Haushalt, im Operationssaal oder auch bei industriellen Anwendungen einzusetzen, immer näher rücke. Sie gingen außerdem davon aus, dass diese Verknüpfung von Miniaturmotoren mit verdrillten Schnüren auch für andere Anwendungen interessant seien, meint der Forscher.
Mit Themen der Antriebstechnik, Sensorik sowie der künstlichen Intelligenz von Robotern haben sich weitere Forscherteams im Rahmen des „DEXMART“-Projektes beschäftigt. An dem von der Europäischen Union geförderten Forschungsverbund waren insgesamt acht Universitäten und Forschungsinstitute in Deutschland, Frankreich, Italien und Großbritannien beteiligt.

Weitere Informationen zum Thema:

DEXMART
Welcome to DEXMART

UNIVERSITÄT DES SAARLANDES
Lehrstuhl für Antriebstechnik

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