24.07.2019

Eine neue E-Haut erkennt Reize 1.000 Mal schneller

Ass. Prof. Tee und sein Team mit Roboter-Hand Foto: nus.edu.sg

Forscher der National University of Singapore haben eine elektronische Haut entwickelt, die es ermöglicht, dass künftig Prothesen und Roboter-Hände so sensibel reagieren, wie die menschliche Haut. Das künstliche Nervensystem namens "Asynchronous Coded Electronic Skin" (ACES) reagiert 1.000 Mal schneller auf mechanische Reize, ist äußerst robust und alltagstauglich.

 

„Menschen nutzen ihren Tastsinn, um die täglichen Aufgaben zu erledigen, z. B. eine Tasse Kaffee zu trinken oder eine Hand zu schütteln. Ohne den Tastsinn verlieren wir beim Gehen sogar das Gleichgewicht. Ebenso brauchen Roboter einen Tastsinn, um besser mit Menschen umgehen zu können. Aber Roboter können Objekte zur Zeit noch nicht sehr gut erfühlen“, erklärte Assistenzprofessor Tee, der seit über einem Jahrzehnt an elektronischen Hauttechnologien arbeitet, in der Hoffnung, Robotern und Prothesen einen besseren Tastsinn geben zu können.

Das menschliche Nervensystem ist äußerst effizient und funktioniert in einem Maße, wie wir es oft für selbstverständlich halten. Es ist auch sehr robust gegen Beschädigungen. Unser Tastsinn wird zum Beispiel nicht beeinträchtigt, wenn wir uns mit einem Messer in den Finger schneiden. Wenn man also die Funktionsweise des biologischen Systems nachahmen und verbessern könnte, wären enorme Fortschritte auf dem Gebiet der Robotik zu erzielen, bei der hauptsächlich elektronische Skins zum Einsatz kommen.

 

E-Haut mit rasanter Reaktionszeit

 

ACES kann Berührungen mehr als 1000-mal schneller erkennen als das menschliche sensorische Nervensystem. Zum Beispiel ist es möglich, den physischen Kontakt zwischen verschiedenen Sensoren in weniger als 60 Nanosekunden zu unterscheiden - der schnellste, der jemals für eine elektronische Hauttechnologie erreicht wurde - auch bei einer größeren Anzahl von Sensoren. ACES-fähige Haut kann auch die Form, Textur und Härte von Objekten innerhalb von 10 Millisekunden genau bestimmen, zehnmal schneller als ein Augenzwinkern. Dies wird durch die hohe Wiedergabetreue und Aufnahmegeschwindigkeit des Systems ermöglicht.

 

Wenn man beispielsweise ACES mit der transparenten, selbstheilenden und wasserbeständigen Sensorhautschicht kombiniert, die kürzlich vom Team um Prof. Tee entwickelt wurde, entsteht eine elektronische Haut, die sich wie die menschliche Haut selbst reparieren kann. Diese Art von elektronischer Haut könnte zum Beispiel Prothesenglieder so sensibilisieren, dass sie behinderten Menschen helfen, ihren Tastsinn wiederherzustellen.

 

Roboter, die mit einem solchen Sensorsystem ausgestattet sind, können im Alltag vielfältig eingesetzt werden, etwa um Waren zu konfektionieren oder im Haushalt zu helfen und würden laut Forscher beim Ausräumen der Spülmaschine noch nicht einmal ein Glas zerbrechen.

 

Über die Innovation, die Prof. Tee und sein Team am NUS Materials Science and Engineering entwickelt haben, wurde erstmals am 17. Juli 2019 in der renommierten Fachzeitschrift Science Robotics berichtet.

 

 

Screenshot: Video / Wisdom Supply Co.

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