Robotertechnik Kaffeepulver-Hand greift schonend zu

Ein Glas greifen, ohne es kaputt zu drücken - das fällt Robotern schwer. Eine neue Technik amerikanischer Forscher könnte dieses Problem lösen: Als Roboterhand dient ein mit Kaffeepulver gefüllter Luftballon.

John Amend / Cornell University

Unsere Hände sind wahre Wunderwerkzeuge. Sie halten ein mehrere Kilogramm schweres Stahlgewicht genauso sicher wie eine filigrane, mundgeblasene Vase. Finger sind kraftvoll und feinfühlig zugleich - eine Kombination, die Roboterforschern noch Probleme macht. Die Blechkameraden können bislang vor allem mit ihrer Kraft und ihrer Präzision punkten - wenn sie aber völlig verschiedenartige Objekte greifen sollen, geraten sie an ihre Grenzen.

Forscher der Cornell University haben nun eine neue Greiftechnik entwickelt, die Roboterhände deutlich universeller macht. Universal Gripper nennen Hod Lipson und seine Kollegen ihre Erfindung, die verblüffend einfach konstruiert ist. Sie besteht aus einem mit Kaffeepulver gefüllten Latexluftballon, der an einem Roboterarm befestigt ist. Über ihre Entwicklung berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Procedings of the National Academy of Sciences".

Wie funktioniert die Hand? Der Roboterarm drückt den Ballon sanft gegen das zu greifende Objekt, zum Beispiel von oben gegen ein auf dem Tisch stehendes Glas. Eine Wulst entsteht innen und außen an der Kante des Glases. Dann saugt eine Vakuumpumpe die Luft aus dem Ballon - und die Wulst wird hart. Das Phänomen kennen Kaffeetrinker von vakuumverpacktem Pulver - nur umgekehrt: Die Verpackung ist knochenhart, nach dem Aufschneiden wird sie plötzlich weich.

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Robotertechnik: Sicherer Griff mit Kaffeepulver
Dank der verhärteten Wulst klemmt das Glas im Universal Gripper - der Arm kann das Objekt heben, drehen oder kippen - genau wie es eine richtige Hand auch kann. "Das könnte schon morgen auf den Markt kommen", sagt Lipson. Dank seiner Universalität könne der Greifer vom Militär zur Entschärfung von Bomben eingesetzt werden, aber auch bei Industrierobotern oder an den Füßen eines Roboters, der an Wänden laufen kann.

Das zugrunde liegende Phänomen nennen die Forscher "Jamming". Bei feinkörnigem Material wie Kaffeepulver gebe es einen Übergang von flüssig zu fest, wenn die Teilchen nicht mehr aneinander vorbeirutschen können. "Pulverkaffee-Körner sind wie kleine Zahnräder", sagte Lipson. "Wenn sie nicht zusammengedrückt sind, können sie aneinander vorbeirollen." Sobald sie aber gepresst würden, verhakten sich die Teilchen ineinander und das Material verfestige sich. Die Hand schnappt zu, das Glas bleibt heil.

hda



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