Chinesische Forscher präsentieren humanoide Hand mit hoher Positionsgenauigkeit

Chinesische Wissenschaftler haben eine neuartige humanoide Hand entwickelt, die durch ihre Fähigkeit beeindruckt, ihre Position im Raum mit hoher Genauigkeit während komplexer Bewegungen zu bestimmen. Diese innovative Entwicklung ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von Forschern der Zhejiang-Universität, der Hangzhou-Universität für Elektronik und der Lishui-Universität.

Die Grundlage der Technologie, die dieser humanoiden Hand zugrunde liegt, ist die Verwendung von weichen, allseitigen Biegesensoren. Dank dieser Sensoren können die robotischen Finger nicht nur Biegungen, sondern auch seitliche Bewegungen in Echtzeit wahrnehmen. Dies ist entscheidend für die Durchführung von empfindlichen Manipulationen, die hohe Präzision und Geschicklichkeit erfordern.

Die Konstruktion des Manipulators beeindruckt durch ihre Komplexität: Sie verfügt über 18 aktive Freiheitsgrade und besteht aus fünf kombinierten (starr-flexiblen) Fingern. Jeder Finger ist mit einem weichen optischen Sensor ausgestattet, der aus segmentierten Poly(methylmethacrylat) (PMMA)-Fasern, einer dreifarbigen LED und einem Detektor besteht. Das System arbeitet nach dem Prinzip der Verfolgung der Abschwächung von rotem, grünem und blauem Licht während der Deformation des Sensors, was eine hohe Genauigkeit bei der Erkennung von Bewegungen ermöglicht.

Dank der speziellen Anordnung der Fasern kann das Gerät die Arten von Bewegungen klar unterscheiden und eine Vermischung vermeiden. Dies wird durch die hohe Stabilität der Ergebnisse bestätigt, die über Hunderte von Testzyklen hinweg erzielt wurden. Eine in der Zeitschrift Microsystems and Nanoengineering veröffentlichte Studie zeigt die Fähigkeit der Roboterhand, Aufgaben zu erfüllen, die besondere Geschicklichkeit erfordern, wie das Benutzen von Scheren, die Arbeit mit einer Computermaus und sogar das Spielen auf einem Klavier.

Im Gegensatz zu früheren Systemen bietet die neue Technologie ein feines taktiles Empfinden dank des Feedbacks, das Druck und Deformation berücksichtigt. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die humanoide Robotik und hat auch erhebliches Potenzial im Bereich der Prothetik. Der Einsatz solcher Sensoren wird die Entwicklung von künstlichen Gliedmaßen ermöglichen, die ein natürliches Berührungsgefühl vermitteln und somit die Kontrolle und den Komfort für die Benutzer erheblich verbessern.

Darüber hinaus könnte diese Technologie in der Medizin Anwendung finden, insbesondere zur Überwachung der Bewegungen von Patienten während der Rehabilitation. Dies könnte den Wiederherstellungsprozess erheblich erleichtern und die Effektivität der Behandlung steigern.

Derzeit arbeitet das Forschungsteam weiterhin daran, die Langlebigkeit des Systems zu erhöhen und die Algorithmen zur Datenverarbeitung zu verbessern. Dies wird es ermöglichen, die neue Technologie in intelligente Maschinen zu integrieren, was neue Horizonte für die Entwicklung der Robotik und deren Anwendung in verschiedenen Lebensbereichen eröffnet.