Melexis verleiht Robotern einen Tastsinn

Melexis stellt eine wichtige Neuerung vor, um die Fähigkeit von Robotern zu verbessern, mit empfindlichen oder unterschiedlichen Objekten zu interagieren. Tactaxis ist ein vollständig integrierter, taktiler Sensor, der kompakt und weich ist und den auf seine Oberfläche wirkenden 3D-Kraftvektor ausgibt.

Vollständig integrierter Sensor-Prototyp erweitert die Fähigkeiten von Roboterhänden.

Dies verbessert die Hände und Greifer von Robotern und macht empfindliche Vorgänge wie das Pflücken von Obst möglich. Die Technik wurde erfolgreich in einem funktionierenden Prototyp umgesetzt.

Der bahnbrechende Prototyp ist mit mehreren 3D-Magnetometer-Pixeln ausgestattet, die auf der erprobten Triaxis^®-Technik von Melexis basieren. Der Sensor wird von einem Magneten begleitet, der in ein Elastomer eingebunden ist. Dadurch entstehet eine weiche Kontaktoberfläche, die die Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmt. Die Anordnung bietet eine hohe Empfindlichkeit, so dass selbst kleine Kraftbeträge eine Reaktion hervorrufen. Die erreichte Kraftauflösung beträgt 2,7 mN, was ausreicht, um Gewichtsveränderungen von einem Bruchteil eines Gramms (ca. 0,3 g) zu erkennen.

Der Tactaxis-Prototyp ist sehr kompakt (5 mm x 5 mm x 5 mm) und eignet sich daher für beengte Platzverhältnisse.

Der gradiometrische Ansatz macht den Sensor immun gegen magnetische Streufelder und verhindert mögliche Messfehler. Er ist auch robust genug, um rauen Bedingungen (Temperaturschwankungen etc.) standzuhalten. Im Gegensatz zu anderen taktilen Sensoren auf optischer Basis ist Tactaxis vollständig integriert. Daher wird es möglich sein, große Mengen werkseitig kalibrierter Sensoren zu fertigen. Dieser Halbleiterprozess führt auch zu erheblichen Vorteilen hinsichtlich der Kosten und Zuverlässigkeit.

„Roboter brauchen einen Tastsinn, um empfindliche Objekte zu handhaben. Für solche Anwendungen haben wir einen neuartigen Magnetsensor entwickelt, der die Kontaktkraft genau misst – und dabei robust gegenüber Störungen ist“, so Gael Close, Global Innovation Manager bei Melexis. „Durch unsere Triaxis-Magnetsensoren haben wir bei taktilen Robotersensoren einen bedeutenden Schritt nach vorne gemacht und bieten hier nun eine robuste und wettbewerbsfähige mehrachsige Sensorlösung. Wir werden den Tactaxis-Prototypen nun als Grundlage für die weitere Entwicklungsarbeit nutzen.“

Ein Whitepaper mit Einzelheiten zum Prototyp des magnetischen 3D-Kraftsensors von Melexis wurde durch das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) veröffentlicht:

T. Le Signor, N. Dupré, and G. Close, „A gradiometric magnetic force sensor immune to stray magnetic fields for robotic hands and grippers“, IEEE Robotics and Automation Letters, Jan. 2022.

https://dx.doi.org/10.1109/LRA.2022.3146507

www.melexis.com

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