Roboter werden noch menschenähnlicher

Labormodell des neuen Sensors auf Farbbasis (Foto: Titouan Veuillet, Adrian Alberola Campailla)

Lausanne (pte021/04.12.2023/13:35) - Mit einer als "ChromoSense" bezeichneten Technologie machen Forscher des Reconfigurable Robotics Lab (RRL) der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne ( https://www.epfl.ch/de/ ) (EPFL) Roboter noch ein bisschen menschenähnlicher. Sie können jetzt mehrere Reize gleichzeitig registrieren, was bisher in der Robotik als unmöglich galt, dem Menschen aber problemlos gelingt. Jamie Paik und ihre Mitarbeiter haben einen Sensor entwickelt, der Kombinationen aus Biegung, Dehnung, Kompression und Temperaturänderungen wahrnehmen kann - und das alles mithilfe eines robusten Systems, das sich auf ein einfaches Konzept reduziert: Farben.

Neue Lichtfarbe bei Verformungen

Das neue Konzept basiert auf einem durchscheinenden Gummizylinder, der drei rot, grün und blau gefärbte Abschnitte enthält. Eine LED an der Oberseite des Geräts sendet Licht durch seinen Kern. Dieses verändert sich auf dem Weg durch die farbigen Sektoren, wenn das Gerät gebogen oder gedehnt wird. Das resultierende Licht erfasst ein miniaturisiertes Spektralmessgerät an der Unterseite.

"Stellen Sie sich vor, Sie trinken drei verschiedene Slush-Geschmacksrichtungen gleichzeitig aus drei verschiedenen Trinkhalmen: Der Anteil jeder Geschmacksrichtung ändert sich, wenn Sie die Strohhalme biegen oder drehen. Das ist das gleiche Prinzip, das ChromoSense nutzt: Es nimmt Änderungen im Licht wahr, das durch die farbigen Abschnitte wandert, wenn sich die Geometrie dieser Abschnitte verformt", so Paik. Ein wärmeempfindlicher Teil des Geräts ermöglicht es außerdem, Temperaturänderungen durch die Änderung einer Zusatzfarbe zu erkennen, die von farbverändernden T-Shirts genutzt werden.

Ersatz für visionsbasierte Systeme

"Damit Softroboter uns in unserem täglichen Leben besser dienen können, müssen sie in der Lage sein zu spüren, was wir tun. Der schnellste und kostengünstigste Weg, dies zu erreichen, sind bisher visionsbasierte Systeme, die alle unsere Aktivitäten erfassen und dann die notwendigen Daten extrahieren. ChromoSense ermöglicht gezieltere, informationsdichtere Messungen, und der Sensor kann für verschiedene Aufgaben problemlos in verschiedene Materialien eingebettet werden", sagt Paik.

Dank seiner einfachen mechanischen Struktur eignet sich ChromoSense möglicherweise für eine kostengünstige Massenproduktion, meint Paik. Neben Hilfstechnologien wie mobilitätsunterstützenden Exoanzügen sieht sie alltägliche Anwendungen in Sportausrüstung oder -kleidung vor, mit denen Benutzern Feedback zu ihrer Form und ihren Bewegungen gegeben werden könnte.

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