Formangepasste Sensoren Sensorhaut für die Prothetik entwickelt

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Forschende aus dem Robotik- und KI-Institut MIRMI der Technischen Universität München (TUM) haben ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem sie weiche Sensoren herstellen können.Diese passen sich der jeweiligen Oberfläche an und sollen in der Prothetik Anwendung finden.

Der Königsweg in der Robotik und und speziell in der Prothetik basiert darauf, die sensomotorischen Fähigkeiten des Menschen nachzuahmen, zum Beispiel die einer Hand. Daher werden Kraft- und Drehmomentsensoren herkömmlicherweise fest integriert. Diese Messzellen liefern wertvolles Feedback über die Interaktion des robotischen Systems mit der Umgebung. Allerdings stoßen traditionelle Sensoren an Grenzen, wenn es um individuelle Anpassungen geht. Zudem lassen sie sich nicht auf beliebigen Objekten anbringen. Das heißt, bisher gibt es kein Verfahren, mit dem sich Sensoren für starre, beliebig gestaltete und beliebig große Objekte herstellen lassen.

In Silikon gebettete Sensoren

Forschende aus dem Robotik- und KI-Institut MIRMI der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem sie weiche Sensoren herstellen können. Diese Messzellen sind universell und lassen sich an nahezu allen Objekten anbringen. Dabei passen sich die in Silikon gebetteten Sensoren der jeweiligen Oberfläche, wie beispielsweise Fingern oder Händen, an.

Herstellung im 3D-Druck

Das hautähnliche Material wird folgendermaßen hergestellt: Zuerst wird in einer Software die Struktur für die Sensorik gebaut. Diese Informationen gehen an einen 3D-Drucker, wo die weichen Sensoren hergestellt werden. Dabei wird eine leitfähige, schwarze Paste in flüssiges Silikon eingebracht. Während das Silikon aushärtet, bleibt die Paste flüssig und ist durch das Silikon umschlossen. Werden die Sensoren nun gedrückt oder gedehnt, verändert sich deren elektrischer Widerstand. Mit den gelieferten präzisen Daten kann nun eine künstliche Hand kontrolliert werden, die mit Objekten interagiert.

Neue Perspektiven für die Robotik

Am Robotik- und KI-Institut MIRMI ist man sich sicher: Die Integration dieser weichen, hautähnlichen Sensoren in Objekte eröffnet neue Wege der Haptik in der künstlichen Intelligenz. Denn die Sensoren liefern wertvolle Informationen etwa über Druckkräfte und Verformungen in Echtzeit. So erweitern sie die Wahrnehmung eines Objektes, z.B. einer Roboterhand – eine anspruchsvollere und feinfühligere Interaktion wird möglich. Generell habe die Sensorhaut das Potenzial, die Mensch-Maschine-Interaktion zu verbessern.

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