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Fundstück

Passend zu Halloween: Dieser Tentakelroboter kann zerbrechliche Objekte sanft greifen

Das Greifen von Gegenständen, um sie hochzuheben, ist für robotische Greifer eine hakelige Angelegenheit. Eine neue Erfindung orientiert sich am Jagdverhalten von Quallen und ist damit überaus erfolgreich.

2 Min.
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Dier Robotentakeln beschädigen gar nichts, versprechen die Forschenden. (Bild: Harvard University)

Wer kann sich noch daran erinnern oder muss seine eigenen Kids ständig davon wegziehen? Die gläsernen Kisten, in denen Teddybären darauf warten, nach Münzeinwurf per Greifarm geborgen zu werden? Abgesehen davon, dass die Automatenbetreiber die Greifarme viel zu schwach eingestellt haben, als dass sie jemals ein Gewicht würden heben können, zeigt sich darin doch eine grundlegende Problematik.

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Robotisches Greifen neigt dazu, entweder zu schwach oder zu stark zu sein

Das Greifen von Gegenständen mit robotischen Fingern ist jedenfalls dann eine sehr schwierige Angelegenheit, wenn es zusätzlich darauf ankommt, das gegriffene Objekt dabei nicht zu beschädigen. So wäre es etwa kaum möglich, ein empfindliches Stück einer gefährdeten Koralle oder ein unbezahlbares Artefakt aus einem gesunkenen Schiff zu greifen, wie Leah Burrows von der John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences an der Harvard University in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts schreibt.

Das liege daran, dass die meisten der heutigen Robotergreifer auf eingebettete Sensoren, komplexe Rückkopplungsschleifen sowie fortschrittliche Algorithmen des maschinellen Lernens in Verbindung mit der Geschicklichkeit des Bedieners angewiesen seien, um zerbrechliche oder unregelmäßig geformte Objekte zu greifen. Forschenden der Harvard-Universität sei es nun gelungen, einen einfacheren Weg zu finden.

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Vorbild: die Qualle

Und der sieht abenteuerlich aus. Denn der neuartige Greifer ist nicht nur weich, sondern auch mit einer Reihe von dünnen Tentakeln ausgestattet. Mit diesen Tentakeln umschlingt der Greifer die zu hebenden Objekte, ähnlich wie Quallen ihre betäubte Beute einfangen.

Wie im natürlichen Vorbild sind auch bei den Robotentakeln die einzelnen Filamente für sich genommen schwach. Gemeinsam können die Tentakel jedoch schwere und ungleichmäßig geformte Objekte greifen und sicher festhalten. Der Greifer arbeitet mit Pressluft, um sich gezielt aufblähen zu können. Er erfordere keine Sensorik, Planung oder Rückkopplungskontrolle, heißt es.

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Vielmehr beruht die Stärke und Anpassungsfähigkeit des Greifers auf der Fähigkeit, sich mit dem Objekt, das er zu greifen versucht, zu verschlingen. Bei den fußlangen Tentakeln handelt es sich um hohle Gummischläuche, die an einer Seite verdickt sind. Diese simple Maßnahme führt dazu, dass sich der Schlauch unter Druck aufrollt.

Die dadurch entstehenden „Locken“ verdrehen sich ineinander und mit dem zu hebenden Objekt. Je mehr Tentakel ins Spiel kommen, desto stabiler und stärker wird der Greifer.

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Während der kollektive Halt stark sei, sei jeder einzelne Kontakt schwach und beschädige selbst das zerbrechlichste Objekt nicht, versprechen die Forschenden. Um das Objekt freizugeben, würden die Tentakel einfach drucklos gemacht.

Viele Anwendungsfälle denkbar

Der Greifer könnte in der Praxis zum Greifen von weichem Obst und Gemüse für die landwirtschaftliche Produktion oder die Distribution von empfindlichem Gewebe in der Medizin eingesetzt werden. Auch der Einsatz in Lagerhäusern etwa für Glaswaren scheint denkbar.

Die Ergebnisse ihrer Versuchsreihen haben die Forschenden in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

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