Boston Dynamics: Was macht die neue Atlas-Roboterhand besser?

Die menschliche Hand verfügt über fünf Finger, die neu entwickelte Roboterhand von Boston Dynamics‘ humanoiden Roboter Atlas kommt dagegen mit vier aus. Trotzdem ist sie ähnlich leistungsfähig und kann geschickt Objekte manipulieren. Das liegt unter anderem an dem beweglicheren Daumen und Fingern sowie jeder Menge taktiler Drucksensoren an den Fingerspitzen und der Handinnenfläche.

Roboterhände sollen geschickt und robust sein, kraftvoll zugreifen können und dabei leicht zu reparieren sein. Zugleich dürfen die Kosten für eine solche Hand nicht aus dem Ruder laufen. Außerdem muss sie sich dafür eignen, dass sie mit realen Informationen menschlicher Hände trainiert werden kann. Vor allem muss eine solche Hand aber eines leisten: dem Arbeitsalltag in Industrie- und Logistikumgebungen standhalten.

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Boston Dynamics hat für seinen humanoiden Roboter eine neue Hand entwickelt, die in etwa der Größe einer menschlichen Hand entspricht, um gängige, für Menschen gemachte Objekte manipulieren zu können. Die Hand besitzt vier Finger, den kleinen Finger hat man sich gespart. Zuvor hatte man experimentell durch das Zusammentapen vom kleinen Finger und dem Ringfinger der menschlichen Hand ermittelt, dass es kaum eine Aufgabe der Hand gibt, die unbedingt einen kleinen Finger benötigen würde, heißt es in einem Blogbeitrag des Robotikunternehmens. Weniger Finger bedeutet zudem eine einfachere Reparierbarkeit und geringere Kosten.

Agilere und empfindlichere Finger

Die Finger besitzen insgesamt 13 Freiheitsgrade. Die bisherige Hand von Atlas hatte lediglich sieben. Der Daumen ist dabei mit vier Freiheitsgraden besonders beweglich ausgeführt und kann damit Bewegungen ausführen, die mit einem menschlichen Daumen nicht möglich sind. Angetrieben werden die Gelenke von hochtransparenten Direktantrieben in den Aktuatoren. Die Aktuatoren sind vollständig gekapselt und so gegen äußere Einflüsse geschützt. Die Aktuatoren wurden aufgrund der Annäherung der Größe der Roboterhand an eine menschliche Hand verkleinert. Zugleich ist deren Kraft jedoch in etwa gleichgeblieben. Die Roboterhand kann ein Gewicht von etwa 45 kg tragen.

Zugleich haben die Ingenieure von Boston Dynamics die Fingerspitzen und die Handfläche mit einem dichten Netz aus taktilen Drucksensoren versehen, über die eine Rückmeldung berührter Objekte erfolgt.

Die Neuerungen führen dazu, dass die Hand nun in der Lage ist, noch geschickter zu agieren. So kann der Daumen mit seiner Kuppe jetzt entlang der Länge und Breite jedes einzelnen Fingers streichen. Dadurch sind präzise Pinzettengriffe mit dem Daumen und jedem anderen Finger möglich. Ebenfalls kann die Hand Dreipunktgriffe ausführen. Werkzeuge können durch die vielfältigen Bewegungsmöglichkeitenbesser gegriffen und bedient werden.

Über Simulation und Reinforcement Learning erfolgt das Training der Hand, um verschiedenste Manipulationsaufgaben durchführen zu können.