Neuer Pullover

Carnegie Mellon University/Robotics Institute

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In den letzten Jahren bestand das Ziel in der Robotik darin, Roboter menschlicher zu machen, indem Funktionen wie künstliche Muskeln für flexible Bewegungen und Sensoren zur Wahrnehmung von Berührungen integriert wurden.

Um dies zu ermöglichen, haben Ingenieure nun einen einzigartigen „RobotSweater“ entwickelt, der eine bessere Interaktion mit Menschen ermöglichen soll. Das Robotics Institute der Carnegie Mellon University hat eine maschinengestrickte textile „Haut“ entwickelt, die um den Körper des Roboters gewickelt werden kann, um Kontakt und Druck zu erkennen.

„Wir können das nutzen, um den Roboter bei seiner Interaktion mit Menschen intelligenter zu machen“, sagte Changliu Liu, Assistenzprofessor für Robotik, in einer offiziellen Erklärung.

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Die Forscher untersuchten die Eigenschaften eines Strickpullovers, um einen Stoff zu schaffen, der Druck und Kontakt wahrnehmen kann.

Der neu gestaltete Stoff besteht aus zwei Schichten leitfähigen Garns aus Metallfasern zur Stromleitung. Zwischen diesen beiden Schichten ist ein netzartiges Spitzenmuster eingefügt.

Wenn Druck auf den Stoff ausgeübt wird oder jemand ihn berührt, schließt das leitfähige Garn einen Stromkreis, was von den Sensoren erkannt wird. Sobald der Pullover angezogen ist, kann der Roboter Berührungen, Richtungen und sogar die Griffstärke durch Berührung spüren.

Ein weiterer Vorteil des gestrickten RobotSweater-Gewebes besteht darin, dass es sich wie Garn problemlos an unebene dreidimensionale Oberflächen des Roboterkörpers anpassen lässt. „Strickmaschinen können Garn in Formen formen, die nicht flach sind, die gekrümmt oder klumpig sein können. Das brachte uns zu der Überlegung, dass wir vielleicht Sensoren herstellen könnten, die über gekrümmte oder klumpige Roboter passen“, sagte James McCann, ein Assistenzprofessor mit Fachkenntnissen in Textilherstellung.

Dadurch kann der gesamte Roboterkörper abgedeckt und eventuelle Kollisionen erkannt werden. Dieser Fortschritt könnte erhebliche Auswirkungen auf industrielle Umgebungen haben, wo Roboter dazu beitragen können, die Sicherheit menschlicher Arbeiter zu verbessern.

Der offiziellen Pressemitteilung zufolge werden bei der aktuellen Methode zur Erkennung der Mensch-Roboter-Interaktion in der Industrie äußerst steife Materialien verwendet, die nicht den gesamten Körper des Roboters bedecken können.

Die Verbindung der Verkabelung und Elektronik mit dem weichen Textil war eine der Herausforderungen, denen sich das Team bei der Herstellung des Stoffes gegenübersah.

Um dieses Problem zu lösen, wickelten sie die Drähte um Druckknöpfe am Ende jedes Strickstoffstreifens. „Man braucht eine Möglichkeit, diese Dinge miteinander zu verbinden, die stabil ist, damit sie Dehnungen aushält, aber das Garn nicht zerstört“, sagte McCann.

Die Fähigkeiten des Roboters wurden in ihrer Forschung demonstriert; Wenn man beispielsweise einen Roboter in diesem neuen Sinnespullover anschiebt, weiß man, in welche Richtung er sich bewegen oder den Kopf drehen soll.

Das RobotSweater-Forschungspapier soll auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2023 vorgestellt werden.