Fraunhofer-Gesellschaft: Fühler für Insektenroboter

Viele Insekten ertasten ihre nähere Umgebung mit beweglichen Fühlern. Dieses aktive Erkennen von Objekten im Raum haben Forscher in einen neuen, mechatronischen Sensortyp umgesetzt. Er könnte bald mobile Roboter bei ihrer Orientierung unterstützen.

Wenn Menschen im Dunkeln durch einen unbekannten Raum gehen, strecken sie automatisch die Arme aus und verlassen sich auf ihren Tastsinn. Zusätzlich die Arme zu bewegen, verringert die Gefahr, gegen ein Hindernis zu rumpeln. Insekten haben dieses Prinzip optimiert: Mit langen Fühlern tasten sie in kreisenden Bewegungen ihre Umgebung ab und finden sich dadurch selbst im unwegsamen Gelände zurecht. Stabheuschrecken etwa hangeln sich auf diese Weise durch das Geäst.

Autonom: Ähnlich wie eine Stabheuschrecke erkennt der Laufroboter Tarry mit seinen Fühlern die räumliche Position von Hindernissen. (Quelle: V. Dürr/Uni Bielefeld)

Einen technischen Tastsensor nach diesem Vorbild entwickelten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg und der Universität Bielefeld. Er liefert mehr Informationen über sein Umfeld als herkömmliche Tastsensoren und ist robuster und preiswerter als optische Messverfahren, die mit Kameras arbeiten.

Ein Prototyp des künstlichen Fühlers ist zurzeit an einem autonom laufenden Insektenroboter der Universität Bielefeld installiert. Zwei Motoren veranlassen den Stab zu oval kreisenden Bewegungen. An der frei schwingenden Spitze sitzt ein Beschleunigungssensor. Anders als herkömmliche Tastsensoren, die nur an der Spitze auf Druck reagieren, lässt sich der Fühler auf seiner ganzen Länge als Sensor nutzen. Abhängig von dem Punkt, an dem der Fühler einen Gegenstand berührt - etwa in der Mitte oder im vorderen Drittel - misst der Sensor an der Spitze eine andere Schwingungsfrequenz.

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