Kunsthuid maakt robots veiliger

Onderzoekers aan de TU Eindhoven hebben een kunsthuid ontworpen waarmee robotarmen de nabijheid van mensen kunnen voelen. Hiermee worden fabrieksrobots veiliger.

Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben in een Europees onderzoeksteam een flexibele folie met daarin warmtesensoren ontwikkeld. Gewikkeld rondom het uiteinde van een robotarm fungeert de flexibele sensor  ‘als een soort kunsthuid voor de robot’, zegt Marco Fattori, een van de onderzoekers, op de site van de TU Eindhoven.

De kunsthuid detecteert geen aanraking maar warmte. Hij kan de lichaamswarmte van een mens herkennen tot op veertig centimeter afstand en omdat de huid om de arm heen is gewikkeld, kan hij vanuit alle richtingen een mensenhand ‘voelen’ aankomen. Deze technologie kan helpen om fabrieksrobots veilig naast mensen te laten werken.

 

Robots in kooien

In de industrie wordt veel gebruik gemaakt van robotarmen. Vaak zijn dit machines die dag en nacht precies dezelfde taak uitvoeren zoals het lassen van autoframes.  Ze hebben geen sensoren om te meten of er mensen in de buurt zijn als ze gevaarlijk werk verrichten en daarom staan ze veilig achter hekken of in kooien. 

 

Toch is er steeds meer behoefte aan een nieuw soort robot, die veilig naast een mens kan staan werken. Een dergelijke robot neemt namelijk minder ruimte in en bovendien kan zijn menselijke begeleider hem veilig helpen als de robot de mist in gaat. Dat maakt de robot geschikt om te worden ingezet voor taken met enige variatie waarbij hij af en toe fouten zal maken, zoals het opstapelen van allerlei dozen met verschillende formaten.

 

Sensoren

Om een robot uit zijn omheining te kunnen bevrijden is het echter essentieel dat hij de mensen waarmee hij werkt op de een of andere manier ziet staan en tot stilstand komt als hij ze dreigt te verwonden. In mensvriendelijke robotarmen zitten daarom vaak krachtsensoren. Als de robot is ingesteld om pakketjes van vijf kilogram op te pakken zal hij geen mens van tachtig kilo beetpakken.

Als je het überhaupt niet zover wil laten komen dat een robotarm een mens vastpakt, kan de robot ook worden uitgerust met nabijheidssensoren, maar deze waren tot nu toe ofwel stijf en dik ofwel onnauwkeurig.

 

Twee folies in één

Om dit probleem op te lossen hebben de onderzoekers nu de warmtesensoren en bijbehorende elektronica in eerste instantie gescheiden gehouden door beide op een ander folie te plaatsen. Pas daarna werden beide folies samengevoegd.

 

Fattori: ‘In feite hebben we elektronica op een vel plastic of folie geprint, waarna we de sensoren op een andere folie hebben geplaatst. Daarna hebben we de twee folies aan elkaar gelamineerd, resulterend in een ultraflexibele en dunne sensor.’ Deze sensor levert bovendien een hoge signaalkwaliteit.

 

Slimme vloeren en matrassen

Behalve als robothuid zien de onderzoekers nog meer toepassingen van hun filterfolie voor zich. Zo zou het de drukverdeling op een matras kunnen meten om bedlegerige patiënten te helpen een gezonde houding aan te nemen. Ook zou de folie in vloeren van verpleeghuizen kunnen worden verwerkt om te detecteren wanneer een bewoner valt.'

 

Openingsbeeld: Marco Fattori