Fühlende Roboter

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg haben im Jahr 2008 Sensorverfahren für den Assistenzroboter LISA entworfen und zum Patent angemeldet. Aufgabe von LISA war es, in Biotechniklaboren Brutschränke und Messgeräte mit Probenschälchen zu bestücken und das Laborpersonal von solchen Tätigkeiten zu entlasten. Seitdem haben die Ingenieure das Sensorsystem für verschiedenste Einsatzfelder weiterentwickelt, etwa um Industrieroboter oder Fußbodenbeläge damit auszustatten. Berührungen mit Menschen oder Gegenständen sollen künftig zuverlässig erfasst werden - eine Grundvoraussetzung, um Roboter auch im Umfeld des Menschen ohne Schutzzäune einsetzen zu können. Die künstliche Haut lässt sich jetzt an beliebige, komplexe Geometrien anpassen, gekrümmte oder sehr große Flächen eingeschlossen. Mit großflächigen Fußbodensensoren werden Sicherheitszonen definiert, die der Mensch nicht betreten darf. Diese Bereiche lassen sich dynamisch ändern. Die taktile Haut funktioniert nun auch als Eingabemedium, etwa um Roboter zu führen. Dabei wird die Berührung in Bewegung umgesetzt. Große Kraftaufwendung ist dafür nicht erforderlich. Berührt man den Roboter, so versucht er, dem Druck auszuweichen. Selbst einen 200 Kilo schweren Roboter kann man auf diese Weise in die gewünschte Richtung schieben. Eine weitere Besonderheit der künstlichen Haut: Integrierte Dämpfungselemente schwächen etwaige Kollisionen zusätzlich ab, indem sie Stöße abfedern.

Mittlerweile liegt das taktile Sensorsystem in verschiedenen Varianten vor, das Hüllmaterial rangiert von atmungsaktiv bis wasserdicht. Dadurch eröffnen sich neue Einsatzfelder, etwa in der Medizintechnik oder der Produktion. Der drucksensitive Fußboden ist ideal zur Arbeitsraumüberwachung in der Produktion oder auch, um stürzende Patienten – etwa im Pflegeheim – unmittelbar zu registrieren. Mit der künstlichen Haut ausgestattete Roboter und bewegte Maschinen erkennen jeden Zusammenstoß und bremsen sofort. Zudem können wir Robotergreifern einen Tastsinn geben und so feststellen, ob sie tatsächlich etwas gegriffen haben. Viele Varianten der künstlichen Haut liegen derzeit als Prototyp vor. Möglicherweise wird uns die künstliche Haut demnächst auf verschiedenste Art im Alltag begegnen.

Quelle: Pressemitteilung der Fraunhofer-Gesellschaft, München, 1. Juli 2010.