Georgia Tech und der University of Arkansas stellen "Hand" auf der weltweit wichtigsten Robotik-Konferenz vor

Der sanfte Griff dieses Roboters kann Beeren und andere empfindliche Früchte ernten

Ein Feld voller empfindlicher Brombeeren zu ernten, ist keine leichte Aufgabe. Jede dieser saftigen Beeren, die im Supermarkt verkauft werden, muss von Hand gepflückt werden, da die Früchte leicht beschädigt oder ganz zerstört werden können. In den Südstaaten fällt die Erntezeit mitten in die heißen Sommermonate. Außerdem sind nicht unbedingt alle Beeren an einem Strauch gleichzeitig reif für die Ernte, so dass unter Umständen mehrere Pflückvorgänge nötig sind, um alle Früchte zu ernten.

Der biomedizinische Robotertechniker Yue Chen arbeitet zusammen mit Kollegen der Georgia Tech und der University of Arkansas an einer autonomen Roboterlösung für diese mühsame Arbeit. Und obwohl es sich um ein Werkzeug handelt, das weit vom traditionellen Aufgabenbereich der Biomedizintechnik entfernt zu sein scheint, könnte das System eines Tages zu Innovationen in der minimal-invasiven Chirurgie führen. 

"Das Ernten ist ein sehr guter Einstiegspunkt, um diese Art von Soft-Robotik-Technologie in realen Anwendungen zu validieren", sagt Chen, Assistenzprofessor am Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering an der Georgia Tech und der Emory University. "Ich beschäftige mich mit medizinischen Geräten und versuche, ein Gerät zu entwickeln, das sehr beweglich und nachgiebig ist, um das Leben von Patienten zu retten. Ich beschäftige mich viel mit mathematischen, technischen und mechanischen Problemen, und aus dieser Perspektive ist die Entnahme von Beeren aus einer Pflanze ähnlich wie die Entfernung eines Tumors aus dem Körper", sagte er. "Man will ein bestimmtes Ziel identifizieren, die richtige Vorgehensweise planen, das Ziel erreichen, es sehr schonend entfernen und vor allem vermeiden, das umliegende Gewebe zu beschädigen, z. B. ein Blutgefäß oder einen Nerv."

Der erste Fortschritt der Forscher ist ein Robotergreifer, der Brombeeren sanft greifen und von der Pflanze entfernen kann - ohne sie zu beschädigen. Sie stellen das Gerät diese Woche auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation vor, die als größte Robotik-Forschungsveranstaltung der Welt gilt.

Der Prototyp des Greifers ähnelt einer bauchigen Hand mit drei Fingern, was kein Zufall ist. In Zusammenarbeit mit der erfahrenen Brombeerforscherin Renee Threlfall von der University of Arkansas baute das Team einen Sensorhandschuh und sammelte Daten über die für die Beerenernte erforderliche Kraft und die typische Technik der Pflücker. "Zunächst haben wir ermittelt, wie viel Kraft die Hand aufbringt und wie viele Finger wir zum Greifen der Beeren verwenden - wir verwenden nicht alle fünf Finger, sondern nur drei - und all das haben wir charakterisiert", so Chen. Mit den Kraftdaten und den Erkenntnissen über die drei Finger machten sich Chen und das Team an die Konstruktion. Sie ließen sich von der menschlichen Hand inspirieren und verwendeten schließlich weiches Silikon und eingebettete Kraftsensoren für die "Finger" sowie ein einzigartiges Sehnensystem für die Bewegung.

Für mehr Informationen:
Joshua Stewart
Wallace H. Coulter
Department of Biomedical Engineering
jstewart@gatech.edu


Erscheinungsdatum:



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