Festo BionicSoftHand

Die BionicSoftHand von Festo repräsentiert einen bedeutenden Fortschritt in der Robotik, indem sie die Geschicklichkeit der menschlichen Hand mit künstlicher Intelligenz und pneumatischer Technologie kombiniert. Dieses innovative System ermöglicht es Robotern, Aufgaben mit einer Präzision und Flexibilität auszuführen, die zuvor unerreichbar waren.

Design und Funktionsweise

Im Gegensatz zur menschlichen Hand besitzt die BionicSoftHand keine Knochen. Stattdessen bestehen ihre Finger aus flexiblen Balgstrukturen mit Luftkammern, die von einem speziellen 3D-Textilmantel umhüllt sind. Dieses Design macht die Hand leicht, nachgiebig und anpassungsfähig, während sie dennoch in der Lage ist, starke Kräfte auszuüben. Die Bewegungen der Finger werden durch das Befüllen der Luftkammern mit Druckluft gesteuert:

  • Bei Befüllung krümmen sich die Finger.
  • Bei Entlüftung bleiben die Finger gestreckt.

Daumen und Zeigefinger sind zusätzlich mit Schwenkmodulen ausgestattet, die seitliche Bewegungen ermöglichen und somit die Greifmöglichkeiten erweitern.

Künstliche Intelligenz und Lernfähigkeit

Die BionicSoftHand nutzt Methoden des Reinforcement Learnings, bei dem sie durch Ausprobieren und Feedback ihre Handlungen optimiert. Anstatt eine spezifische Handlung vorgegeben zu bekommen, erhält die Hand lediglich ein Ziel und versucht, dieses durch Trial-and-Error zu erreichen. Ein konkretes Beispiel ist das Drehen eines zwölfseitigen Würfels, sodass eine vorher festgelegte Seite nach oben zeigt. Das Training für diese Aufgabe erfolgt in einer virtuellen Umgebung mithilfe eines digitalen Zwillings, der auf Daten einer Tiefenkamera und Algorithmen der künstlichen Intelligenz basiert.

Integration und Anwendungsmöglichkeiten

Die BionicSoftHand kann mit pneumatischen Leichtbaurobotern wie dem BionicCobot oder dem BionicSoftArm kombiniert werden, um eine sichere und direkte Mensch-Roboter-Kollaboration zu ermöglichen. Diese Roboter sind von Grund auf nachgiebig und müssen nicht wie konventionelle Fabrikroboter vom Menschen abgeschirmt werden. Durch ihre flexible Kinematik und den Einsatz elastischer Materialien eignet sich die BionicSoftHand für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter:

  • Montagearbeiten als helfende dritte Hand.
  • Servicerobotik.
  • Handhabung empfindlicher oder variabler Objekte.

Weiterentwicklung: BionicSoftHand 2.0

Mit der BionicSoftHand 2.0 hat Festo das Konzept weiter verfeinert. Diese Version integriert kompakte Ventiltechnik, Sensorik, Elektronik und mechanische Komponenten auf engstem Raum, um die Bewegungen der menschlichen Hand noch naturgetreuer nachzubilden. Zusätzlich verfügt sie über taktile Sensoren an den Fingerkuppen, der Handfläche und den Außenseiten, die es der Hand ermöglichen, die Beschaffenheit von Objekten zu fühlen und die Greifkraft entsprechend anzupassen. Eine Tiefenkamera am Handgelenk ermöglicht die visuelle Objekterkennung, selbst wenn diese teilweise verdeckt sind.

Fazit

Die BionicSoftHand von Festo stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung flexibler und intelligenter Robotersysteme dar. Durch die Kombination von pneumatischer Kinematik, künstlicher Intelligenz und sensibler Sensorik eröffnet sie neue Möglichkeiten für die Mensch-Roboter-Kollaboration und ebnet den Weg für zukünftige Anwendungen in verschiedenen Industriebereichen.