Ein Teil der Vielseitigkeit der Fähigkeit der menschlichen Hand, fast alles aufzunehmen, kommt von der Fähigkeit, zerbrechliche oder seltsam geformte Objekte sanft zu berühren. Damit haben Roboter zu kämpfen, insbesondere wenn sie autonom arbeiten, und leider könnte die Lösung bei einem liegen unorthodoxes Greiferdesign das sieht direkt aus einem Horrorfilm aus.
Es scheint passend, dass Forscher von Harvard’s John A. Paulson School of Engineering und Angewandte Wissenschaften sollte ihr neues Greiferdesign so kurz vor Halloween enthüllen, da es sich von bizarren Meerestieren wie Tintenfischen und Quallen inspirieren lässt, die sich auf Gruppen langer Tentakel und Filamente verlassen, um Beute zum Verzehr zu umgarnen und einzuspulen. Der Riesenkalmar ist seit langem eine mysteriöse Kreatur der Meereskunde, also warum nicht einen in einer Laborumgebung nachbilden?
Sich von Tieren inspirieren zu lassen, um Roboter zu bauen, die eine bestimmte Aufgabe erfüllen sollen, ist alles andere als eine neue Idee. Die menschliche Hand mag unglaublich geschickt sein, aber es ist auch unglaublich schwer, ihre Fähigkeiten für einen Roboter zu reproduzieren. Tentakel hingegen sind es nicht, und ihre Einfachheit ist der Schlüssel zur Funktionsweise dieses Greiferdesigns.
Die künstlichen Tentakel bestehen aus fußlangen hohlen Gummischläuchen, wobei eine Seite etwas dicker ist als die andere. Wenn sie leer sind, werden sie schlaff und scheinbar leblos, hängen wie glattes Haar, aber wenn sie mit Luft vollgepumpt werden, werden sie unter Druck gesetzt und kräuseln sich wie ein Zopf. Die Curling-Aktion ist mehr oder weniger völlig zufällig. Wenn Sie also einen Gegenstand neben einen der Tentakel legen, während er sich unter Druck zusammenrollt, besteht die Möglichkeit, dass er sich darum wickelt, und die Möglichkeit, dass dies nicht der Fall ist. Aber platzieren Sie ein Objekt neben einer großen Gruppe dieser Tentakel, und es ist so gut wie garantiert, dass sich mindestens einige von ihnen um das Objekt winden, wenn sie sich kräuseln, und je mehr dieser Verwicklungen auftreten, desto mehr stärker wird der Griff.
Zusammen bietet die Gruppe von Tentakeln einen starken Halt an einem Objekt, aber einzeln hat jeder Tentakel einen relativ schwachen Griff, was bedeutet, dass nur ein geringes Risiko besteht, dass ein zerbrechliches Objekt dabei beschädigt wird. Und weil die Tentakel nur dann sicheren Halt bieten, wenn sie mit Luft vollgepumpt sind, löst sich durch einfaches Ablassen des Drucks auch das, was gehalten wird.
Die Forscher, die sowohl mit realen Experimenten mit dem Prototyp als auch mit Simulationen getestet wurden, glauben, dass das neue Greiferdesign eine effektive Alternative zu dem sein könnte, was heute für die Handhabung von Pflanzen über Obst und Gemüse bis hin zu empfindlichen Glaswaren verwendet wird. Das Design bringt jedoch noch einige Probleme mit sich, die angegangen werden müssen, bevor so etwas in Fabriken oder Lagern auftaucht. Die zufällige Natur der Verwicklungen führt dazu, dass aufgenommene Objekte nicht mit der gleichen Präzision und Genauigkeit wieder abgelegt werden können wie die Vakuumgreifer, die heute zur Handhabung empfindlicher Objekte verwendet werden, was eine große Herausforderung für automatisierte Aufgaben darstellt wie das Verpacken oder das Vorbereiten eines Teils für die nächste Stufe in einer automatisierten Montagelinie.