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Alleskönner oder Spezialist?

Kein Finger zu viel am Greifer

Menschliche Köperteile gelten in der Robotik als gern genutztes Vorbild für Automatisierungslösungen. Um kleine oder zerbrechliche Teile zu bewegen, sind Greifer beliebt, die der menschlichen Hand nachempfunden sind. Doch ist es wirtschaftlich, deren komplexen Aufbau maschinell nachzubauen? Oft ist weniger mehr, zumal sich mit mechanischen Fingerspitzen die Robotergreifer auch nachträglich für zahlreiche Anwendungen anpassen lassen.
Anwender von Automatisierungslösungen wünschen sich im Idealfall einen Universalgreifer, der ähnlich einer menschlichen Hand flexibel und unkompliziert viele Aufgaben ausführen kann. Robotik-Entwickler stehen damit vor der Herausforderung, zum einen den Anforderungen ihrer Kunden so gut wie möglich entgegenzukommen und zum anderen, ein hochwertiges Werkzeug herzustellen, das exakt arbeitet und zugleich den Kostenrahmen nicht sprengt. Elementar bei der Entwicklung von Roboter-Greifern ist die Frage, mit wie vielen Fingern das Werkzeug ausgestattet sein soll. Denn oft wird angenommen, dass eine Roboterhand der menschlichen Hand so ähnlich wie möglich sein muss, um Aufgaben genauso gut wie diese erfüllen zu können. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass Roboterhände keine fünf Finger brauchen. Zudem muss klar sein, dass jeder zusätzliche und vielleicht überflüssige Finger die Produktionskosten unnötig erhöht und die Kontrolle des Greifers verkompliziert. Nach Ansicht des Neurologen Frank Wilson, der die Beziehung zwischen Hand und Gehirn erforscht, spielt die exakte Zahl der Finger keine Rolle. Generell sind sogar weniger Finger für viele Tätigkeiten sinnvoller, weil die Handhabung unkomplizierter ist. Einen Beweis dafür, dass sich beispielsweise fünf Finger besser eignen als vier, gibt es zudem nicht.

Fünf-Finger-Greifer meist nicht erforderlich

In der Forschung wurden bereits Robotergreifer mit zwei, drei, vier und fünf Fingern entwickelt – mit gegenübergestelltem Daumen, einer elastischer Kraftübertragung, die Muskeln imitiert oder Luftventilen, die die Beweglichkeit menschlicher Finger nachahmen. Die menschliche Hand konnte jedoch bisher nicht exakt simuliert werden – den universell einsetzbaren Robotergreifer gibt es bislang nicht. Um die benötigte Anzahl an Fingern für eine Aufgabe herauszufinden, können Entwickler den einfachen Trick anwenden, die geplante Tätigkeit selbst einmal mit ein, zwei oder drei Fingern auszuführen. Mit diesem Test kann die folgende Simulation eines Greifers bereits deutlich realistischer ausfallen. Zunächst sollten die einzelnen Teile oder maßstabsgetreue Modelle mit zwei Fingern miteinander verbunden werden. Schrittweise kann dann jeweils ein weiterer Finger mehr verwendet werden bis zu der maximalen Anzahl an Fingern. Dieser Vorgang hilft dabei, ein Gefühl für die Funktion zu entwickeln, die der Greifer später haben soll.

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