Ein internationales Forscherteam hat jetzt einer Maschine viel Fingerspitzengefühl beigebracht. Die neu entwickelte, intelligente Roboterhand kann sogar ein rohes Ei halten, ohne es zu zerbrechen. Und der Clou: Sie ist samt Antrieb nicht größer als der menschliche Arm.
Möglich macht dies nach Angaben der Wissenschaftler von der Universität des Saarlandes sowie aus Bologna und Neapel 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.
Technik verschwindet im Roboterarm
„Wir wollten unserer Roboterhand ein breites Spektrum an menschlichen Eigenschaften verleihen. Auf einfache und platzsparende Weise sollten ihre künstlichen Muskeln enorme Kräfte übertragen können“, erklärt Chris May vom Lehrstuhl für Antriebstechnik der Universität des Saarlandes den Ansatz der Forscher.
„Wenn Roboter im Haushalt helfen oder Menschen aus brennenden Häusern retten sollen, benötigen sie Hände, die kraftvoll und zugleich behutsam zupacken“, ergänzt 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.
Hohe Zugkräfte auf kleinstem Raum
„Wir kamen dabei auf eine einfache, aber äußerst wirksame Idee: Über Schnüre, die von kleinen, schnell drehenden Elektromotoren verdrillt werden, können wir auf kleinstem Raum sehr hohe Zugkräfte erzeugen“, erläutert Mechatronik-Forscher May. Die über Sensoren geregelte Roboterhand könne dadurch vielfältige Gegenstände ertasten, sie greifen und anheben und an anderer Stelle wieder behutsam ablegen. Der Forscher demonstrierte dies jetzt bei einer Tagung am Forschungszentrum Informatik 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 ist, kann mit den einzelnen Seilzügen sehr feinfühlig gesteuert werden“, beschreibt May den neuartigen Miniaturantrieb.
Winzige Elektromotoren
Die winzigen Elektromotoren laufen mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment von etwa fünf Newtonmillimetern. „Die Roboterhand ist 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 rückt. Wir gehen außerdem davon aus, dass diese Verknüpfung von Miniaturmotoren mit verdrillten Schnüren auch für andere Anwendungen interessant sind“, meint der Forscher.
(Universität des Saarlandes, 02.04.2012 – DLO)
