Sensorhaut für Roboter
Die berührungssensitive, künstliche Haut spürt einen Kontakt sofort und verhindert ungewollte Kollisionen zwischen Mensch und Roboter | Foto: Bernd Liebl / Fraunhofer IFF
Der berührungssensitive Fußbodenbelag registriert jede Bewegung und initiiert bei zu großer Annäherung die Abschaltung des Roboters | Foto: Fraunhofer IFF
Drucksensitive Oberflächen für mehr Sicherheit
Im Jahre 2008 schon hat das Magdeburger Fraunhofer-Institut IFF ein taktiles Sensorsystem für den Assistenzroboter „Lisa“ entwickelt und zum Patent angemeldet. Inzwischen ist das System so weit, dass es sich nicht nur für Robotik-Anwendungen eignet.
Diese künstliche Haut auf der Oberfläche des Roboters besteht aus einem Verbund von leitfähigem Schaumstoff, Textilien und einer intelligenten Auswerteelektronik. Letztere registriert, wo die sensitive Fläche berührt wurde und unterscheidet zwischen sanften oder kräftigen Kontakten. In die Haut implementierte Sensorzellen, deren Form und Größe je nach Einsatzfall variieren kann, detektieren jede Berührung. Je höher die Anzahl der Sensorzellen, desto genauer kann der Kollisionspunkt bestimmt werden. Ein Sensorcontroller verarbeitet die Messwerte und leitet sie an den Roboter, wahlweise auch an einen Rechner, eine Maschine oder eine Produktionsanlage weiter.
Mit der Technologie, die auch neuartige Sensorböden möglich macht, wird zunächst angepeilt, Industrieroboter auch ohne Schutzzäune einzusetzen. Annäherungen von Menschen können dann zuverlässig detektiert und entsprechende Stopp-Befehle an den Roboter gegeben werden. „Mit großflächigen Fußbodensensoren definieren wir Sicherheitszonen, die der Mensch nicht betreten darf“, sagt Markus Fritzsche, Wissenschaftler am IFF. Integrierte Dämpfungselemente schwächen etwaige Kollisionen zusätzlich ab, indem sie Stöße abfedern.
Die taktile Haut funktioniert aber auch als Eingabemedium, um Roboter zu führen. Dabei werde die Berührung in Bewegung umgesetzt. Berührt man den Roboter, versucht er, dem Druck auszuweichen. „Selbst einen 200 Kilo schweren Roboter kann ich auf diese Weise in die gewünschte Richtung schieben«, so Fritzsche.
Die künstliche Haut lässt sich auch an komplexe Geometrien anpassen, darunter gekrümmte oder sehr große Flächen. Weil das System sogar in verschiedenen Varianten mit dezidierten Eigenschaften von wasserdicht bis wasserdampfdurchlässig vorliegt, kann es auch in der Medizintechnik oder der Produktion zum Einsatz kommen. Oder in Pflegeheimen, um gestürzte Patienten sofort zu lokalisieren.
Link
www.iff.fraunhofer.de
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