Taktiles Sensorsystem (mit Video)

Roboter suchen Kontakte

Zusammenarbeit von Mensch und Maschine wird zum Normalfall. Bislang waren Roboter Gesellen ohne Gefühle. Maschinen eben. Das Vordringen in neue Arbeitsbereiche fordert aber den sensiblen Stahlarbeiter, denn der direkte Kontakt zum Menschen muss diesen vor Gefährdungen schützen.

Immer häufiger sollen Roboter in die Haushalte vordringen, um dort den Bewohnern einen Teil der Arbeit abzunehmen: einer zum Fensterputzen, einer zum Staubsaugen und einer zum Rasenmähen. Kyosho bringt jetzt sogar einen zum Staubwischen - günstig übrigens, für angeblich 21 US-Dollar. Damit kann der Besitzer in Relaxstellung auf die Jagd nach lästigem Staub gehen. Eine Fernbedienung steuert den Mopp. Die Haushaltsroboter haben eins gemein: Von Ihnen geht keine Gefahr für den Nutzer aus. Direkter Kontakt zum Menschen ist möglich. Industrieroboter dagegen sind heute zum allergrößten Teil eingehaust, um Mitarbeiter in den Unternehmen vor harten Kontakten zu schützen. Dies wird sich in geraumer Zeit grundlegend ändern. Robotertechnik dringt mehr und mehr in die General-Industry vor. Die Hersteller wollen sich aus der Abhängigkeit vom Automobil lösen und immer mehr Bereiche entdecken die vielfältigen Möglichkeiten der Robotertechnik für sich. Das fordert aber in vielen Fällen die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine - direkter Kontakt inklusive. Schutzmechanismen für die Menschen sind deswegen notwendig. Um Verletzungen auszuschließen, müssen die Maschinen Menschen jederzeit wahrnehmen, um auszuweichen oder stillzustehen, bevor es zu einer gefährlichen Kollision kommt. Am Fraunhofer IFF haben Forscher ein taktiles Sensorsystem für Roboter entwickelt, mit der diese wie mit einer künstlichen Haut Berührungen "fühlen" können. "Mit Hilfe dieses Sensorsystems können Roboter Berührungen exakt lokalisieren und hinsichtlich der einwirkenden Interaktionskräfte bewerten. Bemerkt der Roboter also einen ungeplanten Kontakt, wird seine Bewegung unmittelbar gestoppt, verlangsamt oder in eine andere Richtung gelenkt. Er verhält sich damit fast genauso wie ein menschlicher Kollege. Darüber hinaus verfügt das System, das wie eine Haut über den Roboter gezogen wird, über eine weiche, für den Menschen verletzungsarme Oberfläche. Es stellt damit eine grundlegende Schlüsseltechnologie für die sichere Mensch-Maschine-Interaktion dar", erklärt Markus Fritzsche, Projektleiter am Fraunhofer IFF in Magdeburg.

Die neue Technik macht es möglich, demnächst Maschinen, Assistenzsysteme und Roboter in der Produktion, in der Medizintechnik und auch im Pflege- und Heimbereich mit berührungssensitiven Oberflächen und Interfacesystemen auszustatten. Dabei funktioniert die künstliche Haut auch gleich wie ein Touchscreen. Befehle lassen sich so per Berührung von bestimmten Steuerfeldern auf der Oberfläche geben. Es ist auch möglich, die Roboter am Arm zu führen, um ihnen so ihre nächste Aufgabe zu zeigen. Der Bewegungsablauf wird gespeichert und kann in der Folge selbstständig ausgeführt werden. Dank dieser intuitiven Programmierung und Steuerung sind sie nicht nur einfacher zu bedienen, sondern können auch sicher mit ihrer Umgebung interagieren.

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Verpackung kommt

Sensible Roboterhaut: Die künstliche Haut ist berührungsempfindlich. Damit können industrielle Mitarbeiter beim direkten Kontakt geschützt werden. (Bild: Fraunhofer)

Diese und ähnliche Technologien ermöglichen es den Robotern, ihre Schutzgebiete zu verlassen und neue Territorien zu erobern. In der Verpackungstechnik zum Beispiel, hat das Marktforschungsunternehmen Quest ermittelt. Heute sind lediglich vier Prozent der Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen mit Robotern ausgerüstet, 2014 wird dieser Anteil auf sechs Prozent steigen.

Ungestümes weiteres Wachstum ist zu erwarten, denn Pick&Place, Palettieren und Material Handling sind Disziplinen, für die Roboter wie geschaffen sind.

Martin Hägele, Abteilungsleiter am Fraunhofer IPA fasst zusammen: "Roboter werden in Zukunft noch stärker für die Automatisierung des Materialflusses eingesetzt werden, also zum Sortieren, Verpacken, Palettieren, Kommissionieren, Dekommissionieren und Transportieren. Typische Einsatzfelder für die Materialflussautomatisierung umfassen die industrielle Produktion, die Umschlagslogistik, den Versandhandel, die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, die Herstellung chemischer Erzeugnisse, Solarpanel- oder Flachbildschirmproduktionen."

bw

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