Während Greifer für die industrielle Automation bislang vor allem auf Robustheit, Langlebigkeit und Performance ausgelegt waren, steht bei einer menschenähnlichen Roboterhand der Aspekt der Bewegungsflexibilität der Greiffinger im Vordergrund. Je enger Mensch und Roboter zusammenarbeiten, desto größer die Relevanz humanoider 5-Finger-Hände, ist Dr. Martin May, Head of Research/Advanced Technologies bei Schunk, überzeugt: „Im Extrem werden sich Mensch und Serviceroboter ein und denselben Arbeitsplatz inklusive aller Werkzeuge und Hilfsmittel teilen.“
Daher hatte Schunk bereits 2017 die SVH 5-FingerRoboterhand als weltweit ersten Greifer von der DGUV für den kollaborierenden Betrieb zertifizieren lassen. Mit insgesamt neun Antrieben können ihre fünf Finger unterschiedliche Greifoperationen ausführen. Zudem lassen sich zahlreiche Gesten darstellen, wodurch eine visuelle Kommunikation zwischen Mensch und Serviceroboter erleichtert wird.
„In unseren Forschungsprojekten konnten wir feststellen, dass die menschliche Hand weit mehr ist, als ein hochflexibles Instrument zur Manipulation. Gerade mit humanoiden Greifhänden verknüpfen Anwender immer auch emotionale Aspekte“, erläutert May. Das betrifft die Manipulation ebenso wie die Gestik. Aus seiner Sicht macht eine humaoide Roboterhand überall dort Sinn, wo ein Tätigkeitsumfeld auf den Menschen ausgelegt ist, der durch einen Roboter unterstützt werden soll, „ob in der heimischen Küche, an industriellen Montagearbeitsplätzen oder in Kommissionier- und Logistikanwendungen.“
Autonomes Greifen
In seinen Smart Labs widmet sich Schunk neben dem Greifer auch dem Greifprozess als Ganzes und sucht nach Wegen, Handlingaufgaben autonom zu erledigen. Die aufwendige Programmierung des Roboters soll künftig durch einen lernenden, autonomen Komponentenverbund ersetzt werden. Statt Positionen, Geschwindigkeiten und Greifkräfte Schritt für Schritt einzeln zu definieren, werden intelligente Greifsysteme künftig ihre Zielobjekte über Kameras erfassen und die Greifplanung selbstständig übernehmen.
Auf Grundlage von Daten und Algorithmen soll die Roboterhand in die Lage versetzt werden, Gesetzmäßigkeiten zu erkennen und Reaktionen abzuleiten. Darüber hinaus arbeitet die Forschung an Algorithmen, um unterschiedliche Geometrien und Anordnungen zu klassifizieren und optimale Greifstrategien zu entwickeln. Greifsysteme sollen in die Lage versetzt werden, Teile eigenständig zu handhaben und die Greifabläufe immer weiter zu verfeinern.
Bewertung der Greifqualität
Darüber hinaus arbeitet Schunk an der smarten Roboterhand. Über entsprechende Sensorik im Greifer, den Motorstrom sowie eine in die Roboterhand integrierte Intelligenz soll es möglich sein, die Güte eines Griffs zu erfassen, zu bewerten und gegebenenfalls nachzuregeln. Zudem können über den Greifer Objektmerkmale wie Geometrie, Größe oder Nachgiebigkeit erfasst und an übergeordnete Systeme beziehungsweise vor- oder nachgelagerte Stationen übermittelt werden.
„Mithilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz wird es zudem möglich sein, Service- und Assistenzroboter intuitiv zu trainieren und individuelle Bibliotheken zur Greifplanung zu erstellen und anzureichern“, ist May überzeugt. „Flexibel nutzbare Greifhände können sich fortlaufend an neue Objekte und Zusammenhänge anpassen und ihre Greifstrategien fortlaufend optimieren.“
Schunk GmbH & Co. KG
Unterschiedliche Varianten
Passend zur jeweiligen Applikation hat Schunk unterschiedliche Greifhände in seinem Portfolio, von einer auf die Grundfunktionen des Greifens reduzierten 2-Finger-Hand für die Servicerobotik über die industrietaugliche 3-Fingerhand SDH bis zur komplexen SVH 5-Fingerhand.
Das jüngste Modell, die SIH, verfügt ebenfalls über fünf menschenähnlich aufgebaute Finger, unterscheidet sich jedoch bei Antrieb und Kinematik von der SVH. Während die über neun Motoren angetriebene SVH die typischen Aspekte einer präzise arbeitenden Roboterhand erfüllt, ist die mit fünf Motoren ausgestattete und über Seilzüge betätigte SIH weitaus stärker an ihr menschliches Vorbild mit seinen Sehnen und Muskeln angelehnt. Drei Finger der SIH lassen sich unabhängig voneinander bewegen, die beiden kleinsten wiederum gemeinsam im Team. Damit ist die SIH insbesondere auch preisattraktiv.
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