Die vfarmHand (das Lab ist auch bekannt als „the Farm“), ist in der Lage, viele verschiedene Gegenstände greifen und handhaben zu können.
Nahaufnahme einer farmHand, die ein rohes Ei festhält, © Stanford University. Foto: Biomimetics and Dextrous Manipulation Lab

Einen Baseball, eine Flasche Orangensaft, Teller und einen Winkelschleifer, aber auch Weintrauben oder ein rohes Ei greifen zu können, ist für Roboter eine Herausforderung. „Man sieht, dass Roboterhände einen Kraftgriff und einen Präzisionsgriff ausführen, und dann wird suggeriert, dass sie alles dazwischen können“, beschreibt Wilson Ruotolo vom Biomimetics and Dextrous Manipulation Lab der Stanford University das Problem. „Wir wollten herausfinden, wie wir Manipulatoren entwickeln können, die gleichzeitig geschickt und stark sind.“ Nun haben die Forschenden einen Robotergreifer entwickelt, der Gegenstände mit großer Vorsicht und zugleich mit starker Haftung greifen kann. Um das zu erreichen kombinieren sie haftende Stoffe, die auf Gecko-Zehen basieren, mit einer maßgeschneiderten Roboterhand.

Die von den Doktoranden Wilson Ruotolo und Dane Brouwerentwickelte farmHand (das Lab ist auch bekannt als „the Farm“), ist in der Lage, viele verschiedene Gegenstände greifen und handhaben zu können. Dabei profitiert die Entwicklung von zwei biologischen Vorbildern: Während die mehrgelenkigen Finger an eine menschliche Hand (mit nur vier Fingern) erinnern, sind die Greifflächen mit einer von Geckos inspirierten Oberfläche versehen. Dieses griffige, aber nicht klebrige Material basiert auf der Struktur von Geckozehen und wurde in den letzten zehn Jahren vom Biomimetics and Dextrous Manipulation Lab unter der Leitung von Professor Mark Cutkosky entwickelt, der auch Hauptautor dieser Forschungsarbeit ist.

Die adhesive Wirkung der farmHand basiert auf mikroskopisch kleinen Klappen, die bei Kontakt mit einer Oberfläche eine Van-der-Waals-Kraft erzeugen. Dadurch können die Greifflächen, die sich weder klebrig anfühlen noch Rückstände hinterlassen, stark haften, benötigen dafür aber nur wenig Kraft. Das Problem besteht darin, dass sich die Haftstoffe auf eine bestimmte Weise mit einer Oberfläche verbinden müssen, um die Van-der-Waals-Kraft zu aktivieren. Das sei schwer zu kontrollieren, wenn ein Griff wie bei der farmHand darauf beruhe, dass mehrere Gecko-Klebeflecken ein Objekt in verschiedenen Winkeln berühren.

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