Sensible Haut für Roboter

Kleine sechseckige Plättchen, die miteinander verbunden sind, bilden eine Roboterhülle, die taktile Informationen liefert.

Wissenschaftler der TU München haben eine Kunsthaut für Roboter entwickelt, die einen ähnlichen Zweck wie die menschliche Haut erfüllt: Sie liefert wichtige taktile Informationen und ergänzt so die Wahrnehmung über Kameraaugen, Infrarotscanner und Greifhände. Wie bei der menschlichen Haut könnte zum Beispiel die Art, wie die Kunsthaut berührt wird, zu einem spontanen Zurückweichen führen (wenn der Roboter an einen Gegenstand stößt). Ein einzelner Roboterarm ist bereits teilweise mit den Sensoren bestückt und beweist, dass das Konzept funktioniert.

Abb.: Der Roboter Bioloid besitzt 31 sechseckige Sensormodule verteilt über den ganzen Körper. Die Sensormodule messen Temperatur, Berührung und Beschleunigung. (Bild: Andreas Heddergott / TU München)

Herzstück der neuen Roboterhülle ist ein gut fünf Quadratzentimeter großes, sechseckiges Plättchen. Auf der Platine stecken vier Infrarot-Sensoren, die alles registrieren, was einen Abstand von einem Zentimeter unterschreitet. Hinzu kommen sechs Temperatursensoren sowie ein Beschleunigungssensor. Der erlaubt der Maschine, die Bewegungen der einzelnen Glieder zu registrieren und damit auch zu lernen, welche Körperteile sie gerade selber bewegt. Ziel der Forscher war es, viele verschiedene Sinnesmodalitäten auf kleinsten Raum zu packen. Die Platinen können später auch noch um weitere Sensoren, zum Beispiel für Druck, erweitert werden.

Plättchen für Plättchen aneinander gesteckt ergibt sich ein bienenwabenartiges, flächiges Gebilde, das den Roboter vollständig überziehen wird. Damit die Maschine etwas merkt, müssen die Signale der Sensoren in einem Zentralrechner verarbeitet werden. Dazu leitet jedes Sensormodul nicht nur eigene, sondern als Knotenpunkt auch Daten anderer Sensorelemente durch. Dies sorgt dafür, dass Signale alternative Wege gehen können, wenn einmal eine Verbindung kaputt gehen sollte.

Noch ist erst ein kleines Hautstückchen fertig. 15 Sensoren, mindestens einer auf jedem Segment eines langen Roboterarms, zeigen jedoch, dass das Prinzip funktioniert: Schon ein leichtes Tätscheln oder Pusten sorgt dafür, dass der Arm reagiert. Als nächstes haben die Forscher vor, die Haut zu schließen und einen Prototypen zu generieren, der völlig mit diesen Sensoren umschlossen ist: Eine Maschine, die im Dunkeln merkt, wenn man ihr auf den Rücken tippt.

TUM / MH