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Eine fühlende Haut für Roboter

02.02.2015, von , in Karte anzeigen

 

Das Lenkrad am Roboter reagiert auf Berührung. (Foto: Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb  und Fabrikautomatisierung)

Das Lenkrad am Roboter reagiert auf Berührung. (Foto: Fraunhofer IFF)

In der Industrie sollten Mensch und Roboter enger zusammenarbeiten und flexibel aufeinander eingehen. Das fordern Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und Fabrikautomatisierung in Magdeburg. Sie haben Roboter entwickelt, die eine empfindliche Haut haben und dadurch auf Berührung reagieren. Das ermöglicht viele neue Anwendungsgebiete. Julia Beißwenger hat sich die empfindsamen Maschinen angeschaut.

Ein Werkzeug für Spritzgussformen ist am Lenkrad befestigt ( Foto: Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb  und Fabrikautomatisierung)

Ein Werkzeug für Spritzgussformen ist am Lenkrad befestigt (Foto: Fraunhofer IFF)

Sie stehen in einer Forschungshalle des Fraunhofer Instituts. Ein orangefarbener Roboter bewegt sich. Er ist über vier Meter lang und ähnelt einem menschlichen Arm, der sich strecken und beugen kann. An seiner Spitze befindet sich ein schwarzes Lenkrad. Es lässt sich nicht drehen, sondern reagiert auf Berührung. Der Elektroingenieur und Wissenschaftler Markus Fritzsche fasst das Lenkrad mit beiden Händen an und schwenkt den schweren Roboterarm ohne Anstrengung hin und her.

Das ist möglich, da sich unter dem schwarzen Mantel des Lenkrades eine Sensorfolie befindet, die auf Druck reagiert.  Ein so genannter Sensorkontroller im Lenkrad wertet die Druckdaten aus und leitet sie an die Robotersteuerung weiter. Der Roboter eignet sich, um einem Arbeiter schweres Werkzeug zu halten, erklärt Markus Fritzsche. Er zeigt auf einen rechteckigen Metallklotz, der am Lenkrad  angebracht ist. Dieses Werkzeug für Spritzgussformen müssen Arbeiter normalerweise mit der Hand anheben. In Zukunft soll das der elektronische Mitarbeiter erledigen.

Berührungsempfindlicher Roboter mit Fingerbacken (Foto: Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb  und Fabrikautomatisierung)

Berührungsempfindlicher Roboter mit Fingerbacken (Foto: Fraunhofer IFF)

Markus Fritzsche geht zu einem Tisch, auf dem ein kleiner Roboter steht und sich hin und her dreht. Auch er ähnelt einem menschlichen Arm. An seiner Spitze sitzen zwei Fingerbacken, die Gegenstände greifen können. Seine Oberfläche ist mit einem Schaumstoffmantel überzogen. Darunter befinden sich berührungsempfindliche Sensorfolien. Wie eine Haut überdecken sie den ganzen Roboter.

 

Ein Monitor zeigt, wo Markus Fritzsche den Roboter berührt (Foto: Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und Fabrikautomatisierung)

Ein Monitor zeigt, wo Markus Fritzsche den Roboter berührt (Foto: Fraunhofer IFF)

Als Markus Fritzsche ihn antippt, hält er sofort an. Dieser Mechanismus soll helfen, Verletzungen zu vermeiden. Bisher stehen Roboter in Fabriken zumeist hinter Absperrungen, damit es nicht zu Unfällen kommt. Berührungsempfindliche Roboter dagegen bergen weniger Gefahren und könnten öfter direkt neben Menschen arbeiten. Ihr Schaumstoffmantel bietet zusätzlichen Schutz.

 

 

Bei besonders großen Robotern könnte zudem ein berührungsempfindlicher Fußboden zum Einsatz kommen, erklärt Markus Fritzsche. Ein solcher Fußboden liegt in einer Ecke der Forschungshalle. Es ist ein Standardindustriebodenbelag, unter dem sich großflächig Sensorfolien befinden.

Unter dem Industriebodenbelag befinden sich Drucksensoren (Foto: Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb  und Fabrikautomatisierung)

Unter dem Industriebodenbelag befinden sich Drucksensoren (Foto: Fraunhofer IFF)

Als Markus Fritzsche den Boden betritt, erscheinen auf einer Leinwand grüne Quadrate. Sie visualisieren den gemessenen Druck der Fußabdrücke. In der Industrie könnten die Daten einen Alarm auslösen, so dass ein Roboter anhält, wenn jemand zu nahe kommt. Markus Fritzsche geht davon aus, dass es den taktilen Fußboden noch im Laufe dieses Jahres als Produkt geben wird. Berührungsempfindliche Roboter werden noch nicht so schnell auf den Markt kommen. Zurzeit arbeiten die Forscher daran, die Prototypen so weiter zu entwickeln, dass sie in großer Stückzahl kostengünstig produziert werden können.

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