Supernumerary Robotic Limbs: Wenn zwei Hände nicht mehr reichen

Wie steuert man einen Roboterarm, wenn man gerade keine Hand frei hat?

Am MIT in Cambridge, MA, arbeiten Forscher an Zusatzarmen, die Werkern bei ergonomisch ungünstigen Montageaufgaben unter die Arme greifen sollen.  Der altbekannte Hinweis, man habe nun mal nur zwei Hände, könnte schon bald der Vergangenheit angehören. Supernumerary Robotic Limbs (SRL), also „überzählige robotische Gliedmaße“, sind einer der Forschungsschwerpunkte am d'Arbeloff Laboratory des MIT. Überzählig deshalb, da es in diesem Fall nicht darum geht, fehlende Körperteile möglichst adäquat zu ersetzen, sondern Menschen insbesondere in der Industrie mehr Handlungsspielraum in der Montage zu verschaffen.

Hände an den Hüften oder auf der Schulter

Bei Präsentationen vor Fachpublikum zeigte das Team schon zwei praktische Ansätze für die Technik. Eine Version wird dem Werker um die Hüften geschnallt und ermöglicht so zum einen das Tragen und Halten schwerer Bauteile. Zum anderen können die beiden Roboterarme auch leicht den Boden erreichen. In dieser Richtung stabilisieren sie den Körper bei vorgebeugten und anderen ungünstigen Körperhaltungen in der Montage. Beide Problemstellungen sind beispielsweise im modernen Flugzeugbau verbreitet, weshalb unter anderem Boeing das Projekt unterstützt.

In der zweiten Variante der SRL ruhen die mehrgelenkigen Roboterarme auf den Schultern des Werkers. Langfristig könnte diese Version unter anderem Paketboten helfen, eine Tür aufzudrücken, wenn sie bereits ein unhandliches Paket tragen. Eine Hilfe könnten die zusätzlichen Hände vor allem bei Montagearbeiten über Kopf sein. Die SRL halten das Bauteil gegen die Schwerkraft in Position, während der Werker sich mit seinen eigenen Händen um die Verschraubung kümmert. Je nach Aufgabe können an den Armen unterschiedliche mechanische Hände montiert werden.

Die Herausforderung vorausschauender Bewegungen

Während das Gewicht der Einheit mittlerweile auf knapp 4,5 kg gesunken ist, ist die zielgerichtete Steuerung der zusätzlichen robotischen Gliedmaßen aktuell noch eine große Herausforderung. Eine direkte Steuerung wie mit einem Joystick ist keine Option, wenn der Werker in den angesprochenen Anwendungsszenarien sowieso keine Hand frei hat. Das Team am d'Arbeloff Laboratory hat sich für eine Kombination von Gyroskop und Beschleunigungssensor in Form eines Armbands entschieden, das der Werker über beiden Händen trägt. An der Basis des Tragegestells ist eine weitere dieser Messeinheiten montiert, die zusätzliche Daten zur Körperhaltung und Ausrichtung des Systems liefert.

Die gelieferten Daten werden durch eine Software in Echtzeit interpretiert und als Ergebnis die wahrscheinlich gewollten Bewegungen ausgeführt. Während die Nachahmung von einfachen Bewegungen damit schon sehr flüssig von der Hand geht, wird es bis zur Praxistauglichkeit in der Produktion noch einige Zeit brauchen. Wie Sie die Ergonomie am Arbeitsplatz schon heute nachhaltig verbessern können, zeigen Ihnen die Experten der item pluspartner.


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