Analysis of Soft Finger Pulp Design on Grasping and Manipulation
Motivation
Softe Roboterhände sind von Natur aus nachgiebig und zeichnen sich durch ein hohes Maß an Robustheit und Sicherheit bei der Interaktion mit der Umwelt oder mit Menschen aus. Indem sie die Nachgiebigkeit nutzen, zeigen sie trotz einfacher Steuerung komplexe Verhaltensweisen. Dieses Phänomen wird gemeinhin als morphologische Berechnung bezeichnet. Die neuartige RBO Hand 3 ist eine softe Roboterhand, die über 16 Betätigungsgrade verfügt und aus weichen pneumatischen Aktuatoren aufgebaut ist. Sie dient als Forschungsplattform für die Untersuchung von Greifen und Manipulation. Die RBO Hand 3 ist an der Handinnenseite mit einer weichen Silikonschicht überzogen, die das menschliche Fingermaterial imitiert. Während des Greifens passen diese Pulpen ihre Morphologie an die Form des Objekts an, was zu größeren Kontaktflächen und damit zu einer verbesserten Robustheit des Greifens führt.
Beschreibung der Arbeit
Ziel dieser Masterarbeit ist es, zu analysieren, wie sich unterschiedliche Materialien und Morphologien der Fingerpulpen auf das Greifen und Manipulieren auswirken. Die folgenden Hypothesen sollen untersucht werden: Erstens vergrößern weichere Materialien und (bis zu einem gewissen Grad) dickere weiche Schichten die Kontaktflächen und verbessern das Greifen und Manipulieren. Zweitens verbessert die Optimierung der Zellstoffmorphologie zur Maximierung des Kontakts beim Greifen nach der Feix-Taxonomie das automatische Greifen. Drittens führen diese Hardware-Modifikationen neue Modi der morphologischen Berechnung ein und erfordern eine spezifische Steuerung, um ihr volles Potenzial zu entfalten. Im Rahmen dieser Arbeit werden wir Hardwareteile (d.h. die Pulpen) für die RBO Hand 3 und für andere softe Roboterhände in unserem Labor bauen. Ihre Auswirkungen auf den Kontakt und die Leistung beim Greifen und Manipulieren werden experimentell an einem physischen Robotersystem bewertet. Diese Experimente werden geplant, aufgebaut, durchgeführt und ausgewertet, wofür Qualitätskennzahlen festgelegt werden müssen.
