Ein Roboterarm mit Gefühl

Einen kleine Schrauben in die Wand drehen oder eine volle Getränkekiste anheben – Forscher aus Deutschland haben einen beweglichen Roboterarm entwickelt, der Gegenstände von leicht bis schwer heben und zusammenfügen kann.

Franka, so sein bzw. ihr Name, ist ein Roboter mit Gefühl – im sprichwörtlichen Sinn. Denn der Roboterarm ist mit hochsensiblen Sensoren ausgestattet. Berührt einen Franka etwa zufällig, stoppt sie sofort ihre Bewegung. Ein wichtiger Sicherheitsmechanismus, der unter anderem dafür sorgen soll, dass der Roboter niemanden verletzt, erklärt Sami Haddadin von der Technischen Uni München, der Erfinder von Franka.

Sami Haddadin
Hans Leitner

Zur Person

Sami Haddadin unterrichtete und forschte bis vor Kurzem an der Leibnitz Universität in Hannover am Institut für Regelungstechnik. 2015 wurde der Informatiker und Ingenieur mit dem Alfried-Krupp-Förderpreis für junge Hochschullehrer ausgezeichnet.

„Es ist wirklich wie das menschliche Reflexsystem. Wenn ich Franka mit der spitzen Nadel drücke, dann zieht sie auch zurück. Sie merkt, woher die Berührung kommt, ob von rechts, von links, und ob sie jetzt eher impulsiv oder sanft gedrückt wird. Dadurch kann man auch mit ihr kommunizieren, indem man sie etwa bei der Hand nimmt, von oben oder unten berührt, um eine bestimmte Aktion auszulösen - das ist wie eine haptische Maus.“

Mensch behält Oberhand

Wie der Roboterarm mit Handgelenk, Armbeuge und Schulter auf diverse Berührungen reagiert, entscheidet der Mensch, der den Roboterarm in wenigen Minuten für diverse Aufgaben programmieren kann. „Das ist kein vollautonomer Roboter im Sinne von iRobot, sondern das ist ein Werkzeug, das Sie bei der Hand nehmen, ihm etwas zeigen, programmieren und dann macht der das“, ergänzt der Ingenieur und Informatiker.

Franka zu bedienen, ist zwar „kinderleicht“, wie Haddadin meint, ganz ohne Einschulung geht es aber nicht. „Es reicht nicht, dass die Maschine inhärent die höchsten Sicherheitsstandards erfüllt, sondern jeder muss selbst verstehen, wie man sie richtig und sicher bedient.“

Sami Haddadin bei den Alpbacher Technologiegesprächen
Hans Leitner
Sami Haddadin bei den Alpbacher Technologiegesprächen

Um Franka Bewegungen beizubringen, hat das Forscher-Team Apps mit unterschiedlichen Funktionen entwickelt - wie etwa Schrauben, Aufheben oder Löten. Aus gut 20 Funktionen können die Nutzer derzeit auswählen, weitere folgen noch bzw. sollen diese künftig auch selbst von den Nutzern weiterentwickelt werden können.

Ö1-Sendungshinweis

Diesem Thema widmet sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell, 25.8. Sami Haddadin ist auch Gast einer Livediskussion zum Thema Robotik, in matrix, 19:05

„Das Interessante ist auch, dass man Apps hernehmen kann, die schon für ganz andere Dinge existieren. Wenn Sie sagen, Sie wollen einen Schlüssel in ein Schloss stecken, dann können Sie genauso gut zum Beispiel einen USB Stecker einstecken.“

Franka baut sich selbst zusammen

Franka soll nun vor allem in kleinen Produktionsbetrieben eingesetzt werden und Dinge montieren und zusammenbauen. In diesem Sinne ist Franka auch in der eigenen Produktion tätig und baut die Franka-Arme selbst zusammen. Neben den Roboterarmen sind noch rund 40 Mitarbeiter in der Franka-Produktion beschäftigt. „Sie ist ja ein Werkzeug und kein Handwerker. Letztlich müssen Mensch und Maschine zusammenarbeiten.“

Roboterarm Franka baut Franks zusammen
FRANKA EMIKA GmbH
Roboterarm Franka baut sich selbst zusammen

Technologiegespräche Alpbach

Von 24. bis 26. August finden im Rahmen des Europäischen Forums Alpbach die Technologiegespräche statt, organisiert vom Austrian Institute of Technology (AIT) und der Ö1-Wissenschaftsredaktion.

Abgesehen von kleinen mittelständischen Betrieben soll Franka künftig auch in der Pflege eingesetzt werden, beispielsweise um Menschen hochheben zu helfen oder um Rollstühle zu reparieren. Auch der Einsatz als präziser Chirurgie-Roboter wäre theoretisch denkbar.

Derzeit arbeitet das Forschungsteam daran, Franka noch flexibler und sensibler zu machen: „Stellen Sie sich vor, sie wollen drei Schrauben eindrehen, dann ist der Druck und die Art der Schraube immer etwas anders. Oder sie wollen nicht nur die Türklinke in diesem Raum öffnen, sondern im nächsten Raum auch, die jedoch mit einer anderen Feder gespannt ist. Franka soll hier die Aufgabe automatisch adaptieren können.“

Forscher-Video zu Franka

Beim neuen Prototyp im Labor funktioniert das bereits. „Es soll aber schnell auch außerhalb der perfekten Bedingungen funktionieren.“ Darüber hinaus soll Franka auch sehen lernen und mit einem Kamerasystem ausgestattet werden, erklärt Haddadin. Damit kann der Roboterarm etwa in eine Schachtel vor sich greifen und den roten anstatt den blauen Stift herausnehmen.

Auf die Abschlussfrage, warum der Roboter Franka heißt, antwortet Haddadin: „Im Moment ist es einfach ein schöner Name. Aber Franka war für mich immer ein Gesamtkunstwerk und damit mehr, als nur eine reine Entwicklung – es ist ein Charakter, dem ich dem System geben wollte.“

Ruth Hutsteiner, Ö1-Wissenschaft

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