Ein Team von Ingenieuren hat künstliche Haut entwickelt, die Robotern einen nahezu menschlichen Tastsinn verleiht. Die Haut, hergestellt aus einem flexiblen Gelmaterial, kann die Oberfläche einer Roboterhand in einen empfindlichen, intelligenten Sensor verwandeln.
Dieses neue Material kann Druck, Temperatur und Schmerz erkennen und gleichzeitig mehrere Kontakte unterscheiden, im Gegensatz zu anderen künstlichen Häuten, die verschiedene Sensoren kombinieren. Die Roboterhaut, entwickelt von der University of Cambridge und dem University College London, wurde wie ein Handschuh integriert und demonstriert ihre Flexibilität und Fähigkeit, sich komplexen Formen anzupassen.
Die Technologie erkennt und verarbeitet verschiedene physikalische Signale, wodurch Roboter besser mit der physischen Welt interagieren können. „Wir wollten eine Lösung entwickeln, die mehrere Arten von Berührungen gleichzeitig erkennen kann, aber in einem einzigen Material“, sagte David Hardman, Hauptautor der Studie.
Die Haut besteht aus einem elastischen und leitfähigen Hydrogel, das als vollständiger Sensor fungiert. Anstatt mehrere separate Sensoren zu benötigen, erkennt dieses Material verschiedene Reize – wie Druck, Temperatur oder physische Schäden – von jedem Punkt auf seiner Oberfläche. Dies ist dank eines internen Netzwerks von über 860.000 mikroskopischen Pfaden möglich, durch die elektrische Signale übertragen werden.
Um diese Signale zu lesen, platzierten die Forscher nur 32 Elektroden an der Basis einer Roboterhand, die mit diesem Material geformt wurde, was ausreichte, um mehr als 1,7 Millionen Datenpunkte zu sammeln. Anschließend trainierten sie mithilfe von maschinellen Lerntechniken ein Modell, das in der Lage ist, die Art des empfangenen Kontakts genau zu identifizieren: von einer sanften Berührung bis zu einem Schnitt oder einer Wärmequelle.
Diese innovative Haut könnte mehrere Branchen verändern, indem sie Robotern eine Wahrnehmung näher am Menschen gibt. Im Bereich der humanoiden Robotik und Prothetik würde sie die Entwicklung künstlicher Gliedmaßen ermöglichen, die in der Lage sind, Umweltreize mit großer Präzision zu erkennen und so die Interaktion mit Menschen und Objekten zu verbessern. In medizinischen oder Assistenzszenarien wäre diese Technologie der Schlüssel zur Entwicklung von Geräten, die auf Berührungen oder äußere Bedingungen reagieren und Aufgaben, die Feinheit oder Sensibilität erfordern, natürlicher gestalten.
Ihre potenziellen Anwendungen erstrecken sich auch auf Bereiche wie die Automobilindustrie und die Katastrophenrettung. Mit dieser Haut ausgestattete Roboter könnten in Echtzeit heiße, gefährliche oder beschädigte Oberflächen identifizieren, was in Risikoumgebungen, in denen der Kontakt mit bestimmten Materialien die Sicherheit gefährden kann, von entscheidender Bedeutung ist. Dank ihrer geringen Kosten, Haltbarkeit und Fähigkeit, sich an komplexe Formen anzupassen, könnte die Haut auch bei der Herstellung von Industrierobotern eingesetzt werden, die effizienter und sensibler auf ihre Umgebung reagieren.