Neue Roboterhaut ortet Objekte wie eine Schlange

Forscher der ETH Zürich haben eine Roboterhaut entwickelt, die fühlt, wenn sich Menschen in unmittelbarer Nähe befinden. [...]

Es handelt sich bei der Roboterhaut der ETH Zürich um einen flexiblen, transparenten Film, der aus Pektin hergestellt worden ist. Mit ihren Wärmerezeptoren gleicht die dünne Schicht einer Schlange, die ihre Beute auf ähnliche Weise aufspürt. Damit können Roboter durch überfüllte Bereiche navigieren oder Menschen bei Hilfseinsätzen lokalisieren.
Ortsauflösung schwierig
„Die Entwicklung einer sensitiven Roboterhaut ist derzeit ein ‚hot Topic‘ im Forschungsfeld der Robotik, insbesondere im Bereich kollaborativer Robotik. Mit kollaborativer Robotik ist gemeint, dass ein Mensch in unmittelbarer Nähe mit einem Roboter zusammenarbeiten kann“, erklärt Mathias Brandstötter von ROBOTICS – Institut für Robotik und Mechatronik der Joanneum Research Forschungsgesellschaft. Um die Sicherheit für eine im Arbeitsraum befindliche Person zu gewährleisten, müsse der Roboter sensitiv sein.
„Dafür werden unterschiedliche Methoden eingesetzt, zum Beispiel Bildverarbeitung, mechanische Lösungen oder auch Sensorik, um festzustellen, welche Objekte im Nahfeld bei Kontakt detektiert werden können“, schildert der Experte. Mehrere Gruppen weltweit arbeiten an einem Sensor, der berührungslos Menschen erkennen kann, wobei unterschiedliche Technologien verfolgt werden. „In Österreich arbeiten wir, aber auch die Universität Klagenfurt an einer sensitiven Roboterhaut“, führt Brandstötter aus. Die größte Herausforderung bestehe derzeit darin, eine Ortsauflösung des Sensors großflächig zu realisieren, um eine Richtungsinformation zu bekommen, von wo sich ein Objekt nähert.
Breiter Temperaturbereich
Die Roboterhaut aus der Schweiz stellt bereits Temperaturänderungen in der Intensität von zehn Milli-Kelvin fest. Damit ist sie doppelt so empfindlich wie die menschliche Haut. Auf diese Weise wird ein Körper in der Größe eines Hasen bereits aus einem Meter Entfernung sicher erkannt. Die ETH-Zürich-Forscher haben die Hightech-Haut mittels Teddybär getestet, der in der Mikrowelle aufgewärmt wurde. Dieser ist in unterschiedlichen Distanzen platziert worden.
Temperaturveränderungen haben dafür gesorgt, dass der Widerstand des Materials variiert hat. Dies ist von den Elektroden entlang der Kanten festgestellt und an einen Computer übermittelt worden. Die Roboterhaut kann neben Einsatzrobotern ebenso bei Prothesen zum Einsatz kommen, um dem Träger sensorisches Feedback zu übermitteln. Im Gegensatz zu anderen flexiblen Wärmesensoren zeigt sich die Membran empfindlich über ein weites Temperaturspektrum hinweg, zudem ist sie simpel in der Herstellung.