Sensor Forscher der TU München entwickeln sensible Haut für Roboter

Forscher des Exzellenzclusters CoTeSys an der TU München (TUM) haben kleine sechseckige Sensormodule entwickelt, die miteinander verbunden eine sensible Kunsthaut für Roboter bilden.

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Wärme oder sanfte Streicheleinheiten werden Roboter bald mit ihrer Oberfläche fühlen können. Denn Forscher des Exzellenzclusters CoTeSys stellen an der TU München (TUM) jetzt kleine sechseckige Plättchen her, die miteinander verbunden eine sensible Haut für die "Maschinen mit Köpfchen" bilden. Die wird ihnen nicht nur helfen, sich besser in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Sie wird den Robotern auch erstmals erlauben, eine Vorstellung von sich selbst zu bekommen. Ein einzelner Roboterarm ist bereits teilweise mit den Sensoren bestückt und beweist, dass das Konzept funktioniert.

Unsere Haut ist ein Kommunikationswunder: Ihre Nerven vermitteln uns Temperatur, Druck, Scherkräfte und Vibrationen – vom feinsten Lufthauch über die Berührung bis zum Schmerz. Zugleich ist die Haut das Organ, mit dem wir uns von der Umwelt abgrenzen und zwischen Umwelt und Körper unterscheiden.

Wissenschaftler der TU München entwickeln jetzt eine Kunsthaut für Roboter, die einen ähnlichen Zweck hat: Sie wird dem Roboter wichtige taktile Informationen liefern und so seine Wahrnehmung über seine Kameraaugen, Infrarotscanner und Greifhände ergänzen. 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) – oder dazu, dass die Maschine erst einmal mit ihren Kameraaugen nach der Ursache der Berührung forscht.

Vier Infrarotsensoren auf einer Platine

Ein solches Verhalten ist besonders wichtig, wenn Roboter als Helfer des Menschen in Umgebungen unterwegs sind, die sich ständig verändern. Aus Robotersicht ist das bereits eine normale Wohnung, in der laufend Gegenstände ihren Platz wechseln und in der sich Menschen und Haustiere bewegen. "Im Gegensatz zu den taktilen Informationen, die die Haut liefert, ist der Sehsinn eingeschränkt, denn Objekte können verdeckt werden", erklärt Philip Mittendorfer, der als Wissenschaftler am Institut für Kognitive Systeme der TUM die Kunsthaut entwickelt.

Herzstück der neuen Roboterhülle ist ein gut fünf Quadratzentimeter großes, sechseckiges Plättchen. Auf der kleinen Platine stecken vier Infrarotsensoren, die alles registrieren, was einen Abstand von einem Zentimeter unterschreitet. "Wir simulieren damit leichte Berührungen", erklärt Mittendorfer. "Das entspricht unserer Wahrnehmung, wenn wir mit der Hand vorsichtig über die feinen Härchen unserer Haut streichen."

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