An der Keio University in Tokio haben Forscher unter der Leitung von Takahiro Nozaki (Fakultät für Naturwissenschaften und Technik und Haptics Research Center) einen „Echtzeit-Avatar-Robotarm“ entwickelt, der Ton, Bild und hochgenaues Berührungsempfinden zu entfernten Benutzern übertragen kann. Damit könnte ein lang gehegter Wunsch von Industrie, Landwirtschaft und medizinischer Pflege erfüllt werden.

In haptischen Anwendungen erleben Benutzer den Tastsinn durch Vibrationen, die meist von kleinen Motoren erzeugt werden. Diese Herangehensweise verwendet Berührungssensoren, die schwierig zu kalibrieren sind und in extremen Umgebungen wie Hitze oder Strahlung oft schlecht funktionieren. Die herkömmliche Technologie, die auf Vibrationen und pseudo-taktiles Feedback beruht, ist vielleicht für Spiele und Unterhaltung interessant, die Palette der industriellen Anwendungen ist aber sehr begrenzt.

Avatar-robotarm - Takahiro Nozaki, Faculty of Science and Technology, Keio UniversityDas Team hat einen haptischen Avatar-Roboter mit einem „General Purpose Arm“ (GPA) entwickelt, der Ton, Bild, Bewegung und vor allem ein sehr genaues Tastgefühl in Echtzeit zu einem entfernten Benutzer überträgt. Nozaki: „Diese ‚Real-Haptiken‘ sind ein integraler Bestandteil der Technologie des Internets of Actions (IoA) und können in Industrie, Landwirtschaft, Medizin und Pflege angewendet werden“.

Dies ist die weltweit erste Technik für hochpräzise taktile Übertragung, die auf menschlichen Bewegungen beruht, sie verarbeitet und reproduziert. Dieser Arm besitzt keine herkömmlichen Berührungssensoren, was ihn billiger, kompakter und robuster gegenüber Störungen und Rauschen macht. Die Kerntechnologie des Avatar-Roboters beruht auf den sehr genauen Motoren, die im Avatar-Arm eingebaut sind, und den Algorithmen, die die Motoren steuern. Wenn keine Berührungssensoren eingesetzt werden sollen, ist eine sehr genaue Steuerung von Kraft und Position essentiell für die Übertragung eines Tastgefühls.

Nozaki und seine Kollegen haben „Motion Lib“ ins Leben gerufen, um ihre „Real-Haptics-Technologie“ zu vermarkten. Das Hauptprodukt ist ein integrierter Chip, der ‚ABC-CORE' IC force/tactile controller genannt wird. Dieser Chip steuert die Leistung von DC/AC-Servomotoren und überträgt taktile Informationen mit Hilfe von zwei Motoren. Wichtig ist dabei, dass auf Kraft- oder Momentsensoren verzichtet werden kann, da die vom Motor ausgeübte Kraft durch einen Algorithmus im Chip berechnet wird.

Mehr Informationen: www.keio.ac.jp/en/news/2017/Oct/13/48-24778