Ingenieure haben eine einzigartige Roboterhand entwickelt, die sich von ihrem Arm lösen und selbstständig kriechen kann, um Gegenstände in engen oder gefährlichen Räumen einzusammeln. Das Gerät, das in einer Studie vom 20. Januar in Nature Communications detailliert beschrieben wird, kombiniert Manipulation und Fortbewegung in einem einzigen, äußerst anpassungsfähigen System.
Das Problem mit der traditionellen Robotik
In der aktuellen Robotik werden Greifen und Bewegen häufig in unterschiedliche Funktionen unterteilt. Dies schränkt ihre Wirksamkeit in Szenarien ein, in denen der Zugang eingeschränkt ist oder menschliches Eingreifen unsicher ist. Denken Sie an die Bergung eines Werkzeugs, das unter schwere Maschinen gefallen ist, an die Inspektion eines eingestürzten Gebäudes nach einer Katastrophe oder an die Erkundung enger Räume in Industrieumgebungen. Menschliche Arme können nicht immer reichen und vollwertige Roboter sind möglicherweise zu sperrig.
Dieses neue Design löst dieses Problem, indem es der Hand selbst ermöglicht, als mobile Einheit zu fungieren. Es kann sich lösen, navigieren, greifen und zurückkehren und so den Prozess rationalisieren.
Wie es funktioniert: Reversible Geschicklichkeit
Die wichtigste Innovation der Roboterhand ist ihre reversible Funktionalität. Im Gegensatz zu menschlichen Händen (oder den meisten Greifrobotern) kann dieses Gerät Objekte von beiden Seiten greifen. Jeder Finger beugt sich in beide Richtungen, sodass das Handgelenk nicht gedreht werden muss, um die Griffausrichtung zu ändern.
Dies wird durch leichte, 3D-gedruckte Gelenke erreicht, die von kleinen Elektromotoren angetrieben werden und mit weichem Silikon für erhöhte Reibung versehen sind. Die Hand kann bis zu vier Gegenstände gleichzeitig halten und sogar über Oberflächen kriechen, während sie sie auf dem „Rücken“ trägt.
Inspiriert von der Natur
Das Design orientiert sich an der Natur, insbesondere an der Fähigkeit des Oktopus, sich mit seinen Armen zu bewegen, und den doppelten Vorderbeinen der Gottesanbeterin. Diese Biomimikry ermöglicht effiziente Bewegungen und Manipulationen ohne Einbußen bei der Geschicklichkeit. Das Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) stellt fest, dass natürliche Hände Einschränkungen haben – wie unangenehme Handgelenksverrenkungen beim Greifen hinter Gegenstände –, die ihr Design vermeidet.
Snap-and-Lock-Wiederbefestigung
Die Hand wird über ein magnetisches „Snap-and-Lock“-System, das durch einen kleinen motorbetriebenen Bolzen gesichert ist, wieder an einem Roboterarm befestigt. Der Vorgang ist schnell, zuverlässig und ermöglicht der Hand einen nahtlosen Übergang zwischen unabhängigem und angebundenem Betrieb.
Jenseits industrieller Anwendungen
Obwohl es ursprünglich für den industriellen und explorativen Einsatz entwickelt wurde, schlagen die Forscher mögliche Anwendungen in der Prothetik oder menschlichen Augmentation vor. Die nachgewiesene Fähigkeit des Gehirns, sich an zusätzliche Roboterglieder anzupassen, eröffnet die Möglichkeit erweiterter Manipulationsmöglichkeiten. Dies ist nicht der unmittelbare Schwerpunkt, aber das symmetrische, reversible Design könnte in speziellen Umgebungen wertvoll sein, in denen Benutzer mehr als die normale menschliche Funktion benötigen.
Das Gerät stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung Robotik dar, die sich wirklich an die Einschränkungen realer Umgebungen anpassen kann. Es geht nicht nur darum, stärkere Roboter zu bauen; es geht darum, intelligentere zu bauen.
