Robot steeds beter in huishoudelijke taken

We zijn al gewend geraakt aan bij het grasmaaien: de maairobot. Maar er zijn nog nauwelijks toepassingen van robots voor andere mensgerelateerde taken, bijvoorbeeld in het huishouden of in de zorg. Het Fraunhofer-instituut voor werktuigmachines en vervormingstechnologie IWU combineert het vereiste vermogen met de nodige veiligheid met behulp van nieuwe schakelbare stijfheden in de robots. Op de Hannover Messe Preview op 16 maart 2022 en op de Hannover Messe van 30 mei tot 2 juni 2022 zullen de onderzoekers een robotarm presenteren die in de toekomst mensen in hun directe omgeving kan ondersteunen, aldus Fraunhofer in een persbericht. Pressemeldung.

Menselijk uiterlijk

De onderzoekers van Fraunhofer IWU hebben zich tot doel gesteld de mensgerichte robotica verder te ontwikkelen. “Robots voor mensgerichte toepassingen moeten aan heel andere eisen voldoen dan in de industrie, waar werknemers specifiek kunnen worden opgeleid,” zegt Linda Weisheit, wetenschapper bij Fraunhofer IWU. “Als robots in het dagelijks leven moeten worden gebruikt, moeten ze enerzijds veilig zijn en anderzijds qua uiterlijk in de omgeving passen.” Terwijl humanoïde robots in Japan gewild zijn, stuiten gelijkenissen met de mens in Europa op vervreemding. De onderzoekers hebben dus altijd de ontwerpkant voor ogen.

Veiligheid

Wat de veiligheid betreft, biedt de zachte robotica een basis: zij berust op zachte materialen die niet kunnen verwonden. Zulke robots kunnen echter niet zoveel werk verzetten: Een volle koffiekop zou al te zwaar zijn voor zo’n robotarm. “Daarom werken wij aan de ontwikkeling van nieuwe structuren die een schakelbare stijfheid hebben – dat wil zeggen, die kunnen schakelen tussen stijf en zacht,” legt Weisheit uit.

In principe is zo’n omschakelbare stijfheid vergelijkbaar met een koffieverpakking: in vacuümverpakking is die hard en stevig, maar als er lucht in komt, wordt hij aangenaam zacht. Om de structurele stijfheid verder te verhogen, vooral onder trekbelasting, combineert het onderzoeksteam het met boven elkaar geplaatste films. Het resultaat: door deze combinatie bereikt de aanpak zowel een goede trek- als druksterkte.

Koffiekopje

Het gebruik van dergelijke constructiedelen met omschakelbare stijfheid maakt zowel nieuwe bewegingen als nieuwe veiligheidsconcepten mogelijk. Wat dit in het dagelijks leven kan betekenen, kan het best worden geïllustreerd met een voorbeeld, zoals een vol koffiekopje. Als de robot het moet dragen, verstijft hij zijn zachte arm gedeeltelijk en verkrijgt zo de nodige kracht. De vaste toestand is 300 keer stijver dan de zachte toestand, wat ook wel een schakelfactor van 300 wordt genoemd.

Bij een dreigende botsing – bijvoorbeeld als een persoon te dichtbij komt – mag de mechanische helper niet zomaar overschakelen naar de zachte toestand, want dan zou het koffiekopje op de vloer vallen, waar een klein kind rondkruipt en zich zou kunnen verbranden. In plaats daarvan moet hij een ontwijkende beweging maken. Met andere woorden, hij moet uit de weg gaan van het obstakel, net als een mens zou doen, terwijl hij de beker blijft vasthouden.

Ook interessant: Autonome robot brengt waardevolle aders in mijnen in kaart