Sanfte Greifer
Pneumatische Elastomere als Roboterarme.
Pneumatische Elastomere als Roboterarme.
Er sieht aus wie ein Seestern aus weichem Kunststoff. Wird Luft über einen dünnen Schlauch eingeblasen, greift der „Seestern“ zu wie eine Hand. Das tut er so sanft, dass er besonders geeignet ist, zerbrechlich Gegenstände zu greifen. Der seesternartige Greifer ist der Prototyp eines pneumatischen „sanften“ Roboterarms aus weichem Kunststoff, den George M. Whitesides und sein Team von der Harvard University, Cambridge (USA) entwickelt haben.
Abb.: Der seesternartige Roboterarm greift ein rohes Ei. (Bild: F. Ilievski et al., Angew. Ch.)
Der Greifer funktioniert auf der Grundlage so genannter pneumatischer Netzwerke („PneuNets“). Whitesides und seine Kollegen betteten in elastische Kunststoffe, so genannte Elastomere, Kanäle ein. Um eine Stellbewegung zu erreichen, werden diese wie Ballons aufgeblasen. Dabei dehnen sich die Kanäle in diejenige Regionen des Elastomers aus, die am nachgiebigsten sind. In homogenen Elastomeren sind das die Stellen mit den dünnsten Wänden, bei verschiedenen Materialien sind es die Wände aus dem weicheren, elastischeren Material. Damit die prall aufgeblasenen Kammern nebeneinander Platz haben, krümmt sich das ganze Bauteil, sodass die stärker gedehnten Wände außen sind. Für die Herstellung von Prototypen, die zu komplexen Bewegungen in der Lage sind, verbanden die Forscher eine Reihe solcher Komponenten.
Wie das Teil sich verformt, hängt aber nicht nur vom Design, sondern auch von den gewählten Materialien ab. Die Forscher fügten Teile aus zwei verschieden steifen Silikon-Elastomeren zusammen, um die Bewegung gezielt zu „programmieren“. So stellten sie unter anderem den seesternartigen Greifer her. Aufblasen bringt ihn dazu, sich wie die Finger einer Hand fest um einen Gegenstand zu legen und ihn zu ergreifen. Auf Grund des weichen Materials und des gleichmäßigen Fassens bieten sich Roboterarme dieser Art an, für besonders empfindliche Objekte, wie beispielsweis innere Organe, eingesetzt zu werden. Anders als bei harten Roboterarmen ist dazu keine aufwendige, fein austarierte Steuerung über Sensoren notwendig.
GDCh / MH
