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Roboterhände High-Tech-Greifer mit Fingerspitzengefühl

Durch Mini-Sensoren und Gelenk-Antrieben in ihren Händen können moderne Roboter schon fast so geschickt arbeiten wie ein Mensch. Die Roboter sollen vor allem dort eingesetzt werden, wo die Arbeit für Menschen zu gefährlich wäre. Dafür brauchen sie das richtige Fingerspitzengefühl.
  • Sarah Roth
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Give me four: Die Roboterhand SAH von Schunk mit Kraftsensoren in den Fingerspitzen. Quelle: Schunck

Give me four: Die Roboterhand SAH von Schunk mit Kraftsensoren in den Fingerspitzen.

BERLIN. Sieht beinahe menschlich aus: Vier Finger, drei Gelenke. Abgesehen von seiner Größe könnte das SAH-Modul des Automationsherstellers Schunk in Lauffen fast als Prothese durchgehen. Und ähnlich sensibel wie die Hand eines Menschen ist SAH auch. Denn der Greifer, den Schunk gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt hat, besteht nicht nur aus 17 Motoren in der Handinnenfläche, sondern vor allem aus diversen Positions- und Kraftsensoren in den Fingern.

Mit soviel Gefühl wollen die Roboter-Entwickler „intelligente Produktionsassistenten“ konstruieren. „Dadurch könnten vermutlich viele Produktionsbereiche aus Billiglohnländern nach Europa zurückgeholt werden“, erklärt Gerd Hirzinger, Leiter des Instituts für Robotik und Mechatronik des DLR die Vision der Roboter-Ingenieure. Damit Roboter-Hände in Zukunft aber Metallteile zusammenstecken oder feine Setzlinge pflanzen können, müssen sie auf Druck reagieren und nachgeben.

Mit Mini-Sensoren und Gelenk-Antrieben wollen die Forscher der menschlichen Hand in Sachen Geschicklichkeit immer näher zu kommen, sagt Hirzinger. Um das zu erreichen, braucht jedes Gelenk einer Roboterhand bestimmte Drehmomentregelungen. Die Finger müssen Druck und Belastung erspüren und nachgeben können. In einigen Monaten will das DLR sogar eine Fünf-Finger-Hand vorstellen, die nicht mehr wesentlich größer sein soll als die Hand eines Menschen, vor allem aber soll sie ähnlich geschickt sein. „Mit dem neuen Hand-Arm-System wollen wir die Natur noch stärker imitieren“, erklärt der DLR-Experte.

Die Antriebe werden bei dem neuen Prototypen nicht mehr in die Handinnenfläche eingebaut, sondern in den Unterarm wie beim Menschen. Seilzüge bewegen die Roboter-Finger dann, vergleichbar mit Sehnen. Schon vor zehn Jahren hatte das DLR erste Hände mit Seilzugtechnologie entwickelt. „Damals haben die Seilzüge allerdings nicht gehalten“, erinnert sich Hirzinger. Mittlerweile seien Kunststoffe und Polymere deutlich reißfester.

Auch der Bionik-Arm des Verbundprojektes „Bio Rob“ orientiert sich am menschlichen Vorbild. Sein Antrieb ist über elastisch verspannte Seilzüge an die Gelenke gekoppelt. Ziel des Projektes, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird und an dem sich Forschungseinrichtungen und mittelständische Unternehmen beteiligen, ist die Entwicklung eines elastischen Roboterarms. Erklärtes Zielpublikum: der Mittelstand.

„Wir wollten einen Roboter bauen, der verschiedene Teile greifen kann“, erklärt Thomas Lens, Ingenieur an der Technischen Universität Darmstadt. Das sei vor allem für Unternehmen wichtig, die ihre Produktpaletten schnell und ohne großen Kostenaufwand ändern müssen, um konkurrenzfähig zu bleiben. „High-Tech-Arme wie der DLR sie entwickelt, sind bislang nicht sinnvoll für den Mittelstand“, meint Lens. Zu viel Sensorik und zu teuer. Bio-Rob dagegen soll Mittelständlern dagegen in ein bis zwei Jahren buchstäblich zur Hand gehen.

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