Obst pflücken kein Problem

Melexis verleiht Robotern Tastsinn

14. Februar 2022, 8:07 Uhr | Heinz Arnold
Die Kraftauflösung erreicht 2,7 mN, was ausreicht, um Gewichtsveränderungen von einem Bruchteil eines Gramms (ca. 0,3 g) zu erkennen.
Die Kraftauflösung erreicht 2,7 mN, was ausreicht, um Gewichtsveränderungen von einem Bruchteil eines Gramms (ca. 0,3 g) zu erkennen.
© Melexis

Die vollständig integrierten, taktilen Sensoren »Tactaxis« von Melixis machen die Hände und Greifer von Robotern empfindlich genug, um beispielsweise Obst pflücken zu können.

Ein solcher Sensor-Prototyp, der nur 5 mm x 5 mm x 5 mm groß ist, wurde bereits erfolgreich eingesetzt. Er ist mit mehreren 3D-Magnetometer-Pixeln ausgestattet, die auf der erprobten »Triaxis«-Technik von Melexis basieren. Der Sensor wird von einem Magneten begleitet, der in ein Elastomer eingebunden ist. Dadurch entstehet eine weiche Kontaktoberfläche, die die Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmt. Die Anordnung bietet eine hohe Empfindlichkeit, so dass selbst kleine Kraftbeträge eine Reaktion hervorrufen. Die Kraftauflösung erreicht 2,7 mN, was ausreicht, um Gewichtsveränderungen von einem Bruchteil eines Gramms (ca. 0,3 g) zu erkennen.

Der gradiometrische Ansatz macht den Sensor immun gegen magnetische Streufelder und verhindert mögliche Messfehler. Er ist auch robust genug, um rauen Bedingungen (Temperaturschwankungen etc.) standzuhalten. Im Gegensatz zu anderen taktilen Sensoren auf optischer Basis ist »Tactaxis« vollständig integriert. Deshalb wird es möglich sein, große Mengen werkseitig kalibrierter Sensoren zu fertigen. Dieser Halbleiterprozess führt auch zu erheblichen Vorteilen hinsichtlich der Kosten und Zuverlässigkeit.

»Roboter brauchen einen Tastsinn, um empfindliche Objekte zu handhaben. Für solche Anwendungen haben wir einen neuartigen Magnetsensor entwickelt, der die Kontaktkraft genau misst – und dabei robust gegenüber Störungen ist«, so Gael Close, Global Innovation Manager bei Melexis. »Durch unsere Triaxis-Magnetsensoren haben wir bei taktilen Robotersensoren einen bedeutenden Schritt nach vorne gemacht und bieten hier nun eine robuste und wettbewerbsfähige mehrachsige Sensorlösung. Wir werden den Tactaxis-Prototypen nun als Grundlage für die weitere Entwicklungsarbeit nutzen.«

Gael Close ist einer der Autoren des Artikels »A gradiometric magnetic force sensor immune to stray magnetic fields for robotic hands and grippers«, der in den IEEE Robotics and Automation Letters im Januar erschienen ist und in dem die Technik eingehend erklärt wird. 

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