Drei-Finger-Greifer: Roboter Atlas greift effizienter mit drehbarem Daumen

Das Robotikunternehmen Boston Dynamics hat seinem humanoiden Roboter Atlas einen Greifer mit drei Fingern spendiert, der einen großen Teil des Funktionsumfangs einer fünffingrigen Roboterhand abdeckt. Das ist möglich, weil die Ingenieure einen schwenkbaren Daumen integriert haben. Der Greifer verfügt zudem über taktile Sensoren in den Fingerspitzen sowie in die Handfläche eingearbeitete Kameras.

Der Nachbau einer menschlichen Hand mit fünf Fingern für einen Roboter ist komplex und deren Ansteuerung aufwendig. Für die meisten Arbeiten, die humanoide Roboter durchführen sollen, werden ohnehin nicht alle Eigenschaften einer menschlichen Hand benötigt. Außerdem steigen die Kosten für eine solche Roboterhand mit der Anzahl der Finger deutlich. Die Ingenieure von Boston Dynamics haben sich deshalb überlegt, wie eine solche Hand vereinfacht werden kann, ohne dass der Funktionsumfang dabei maßgeblich beeinträchtigt wird.

Effizient greifen mit zwei Fingern und drehbarem Daumen

Herausgekommen ist ein Greifer mit drei Fingern. Drei Finger sind das Minimum, um auch komplexere Aufgaben durchzuführen, wie etwa unterschiedliche Griffvarianten anzuwenden, heißt es von Boston Dynamics. Genauer gesagt umfasst der Greifer zwei Finger und einen drehbaren Daumen, der zusätzlich geschwenkt werden kann. So seien umfangreichere Arten von Griffen möglich als mit einem Greifer ohne drehbaren Daumen. Zudem lässt sich so ein einfacher zu erstellender und vor allem robuster und effizienter Greifer für Industrieanwendungen herstellen. Ganz so einfach ist das aber doch nicht: „Wir müssen eine Menge Antriebe und Sensoren auf sehr kleinem Raum unterbringen, was eine große Herausforderung für die Konstruktion darstellt“, sagt Alberto Rodriguez, Direktor für Roboterverhalten bei Boston Dynamics.

Der Greifer verfügt insgesamt über sieben Freiheitsgrade. Entsprechend sorgen sieben Aktuatoren für die Beweglichkeit der Finger und des Daumens: zwei Aktuatoren pro Finger und den Daumen und zusätzlich einer, um den Daumen drehen zu können. In den Fingerspitzen sind außerdem taktile Sensoren eingearbeitet, die eine Rückmeldung erlauben, wie fest der Greifer zupacken muss.

Dabei soll der Greifer das Objekt beim Greifen möglichst wenig belasten und nur so viel Kraft aufwenden, dass es nicht aus der Hand fallen kann. Kameras in den Handflächen unterstützen beim sensiblen Umgang mit Objekten. Dadurch kann der Greifer auch mit empfindlichen Objekten präzise umgehen. Für alle feinmotorischen Arbeiten ist der Greifer jedoch nicht geeignet.

Der Greifer kann so eine Vielzahl verschiedener Griffe ausführen, ohne dass dazu eine fünffingrige Roboterhand benötigt wird. „Im Laufe des letzten Jahres haben wir festgestellt, dass wir fast alles greifen können, was wir ihm zuwerfen“, sagt Rodriguez.

(olb)