Chinesisches Start-up AGILINK demonstriert Roboterhand bei traditioneller Suzhou-Stickerei

Das chinesische Robotik-Start-up AGILINK demonstriert seine Roboterhand bei der Ausführung grundlegender Stickereitechniken mit Seidenfaden. Die Demonstration umfasst das Trennen des Seidenfadens in 16 feinere Fäden, das Einfädeln der Nadel, das Spannen des Stoffs in den Rahmen sowie erste Nähte. Das OmniHand 3 Ultra des Unternehmens nutzt koordinierte Fingerbewegungen, um beim Trennen und Manipulieren dieser feinen Fäden die Spannung aufrechtzuerhalten. Die Demonstration verdeutlicht die Herausforderungen, die die präzise Manipulation dünner und flexibler Materialien mit einer Roboterhand mit sich bringt.

AGILINK ist eine Submarke des chinesischen Robotikunternehmens AgiBot und hat die Fähigkeiten seiner dextrösen Roboterhand OmniHand 3 Ultra bei der Ausführung der für die traditionelle Suzhou-Stickerei erforderlichen Techniken demonstriert. In der Demonstration wurde die Roboterhand darin trainiert, Seidenfäden zu trennen, Nadeln einzufädeln, Stoff in den Stickrahmen zu spannen, Fäden zu verdrehen und zu nähen. Suzhou-Stickerei erfordert präzise Manipulation von Seidenfäden, da diese sich bei geringfügigen Änderungen der aufgebrachten Kraft biegen, gleiten und ihre Form verändern. In der Demonstration brachte ein Stickmeister dem Roboter bei, wie er mit dem Material umzugehen hat; ein entscheidender Schritt dabei war das Trennen des Hauptseidenfadens in 16 feinere Fäden.

Manipulationstechnik der Roboterhand

Der Roboter nutzt einen Finger, um die Fäden zu trennen, während die übrigen Finger die Spannung aufrechterhalten.

Beim Verdrehen müssen die Finger den Kontakt zum Seidenfaden halten und dessen Rotation während des Verdrehvorgangs zulassen. Das Einfädeln und Nähen erfordern zusätzliche Kontrolle über Position, Kraft und Fingerkoordination. „Der Seidenfaden hat keine feste Form; die von den Fingern ausgeübte Kraft bestimmt seine Form. Daher ist Stickerei ein Test für Hardware und Kontrolle: eine voll direkt angetriebene Hand mit 21 aktiven Freiheitsgraden sowie visuell-taktile Sensoren an jeder Fingerspitze, die Kontaktverformungen der Oberfläche auslesen können“, heißt es in der Videobeschreibung des Unternehmens. AGILINK weist darauf hin, dass der Trainingsprozess Teleoperationsdaten und Reinforcement Learning kombiniert.

In der finalen Aufgabe führte der Roboter eine kontinuierliche Bewegung aus, die das Verdrehen und anschließende Aufnehmen des Fadens umfasste. Da der Faden jedes Mal an einer anderen Position landete, erforderte die Aufgabe, dass der Roboter seine Bewegungen anpasste, anstatt einer festen Abfolge zu folgen.

Der OmniHand 3 Ultra ist etwa so groß wie eine Menschenhand und wiegt 1.9 lbs (630 g). Er nutzt eine direkt angetriebene Architektur, bei der Motoren direkt mit den Gelenken verbunden sind, statt Sehnen oder Zwischengetriebe zu verwenden. Berichten zufolge kann die Hand 6.6 lbs (ca. 3 kg) stabil greifen und bis zu 17.6 lbs (ca. 8 kg) heben. Ihre Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit beträgt ca. 0.3 Sekunden, die Positionswiederholgenauigkeit ca. 0.008 Zoll (ca. 0.2 mm). Die taktile Erfassung ist ein weiterer Systembestandteil; an jeder Fingerspitze kommt ein visuell basierter Sensor zum Einsatz, der Veränderungen der Kontaktflächenverformung detektiert.

Laut AGILINK können diese Sensoren Kräfte dreidimensional messen und Verformungen von bis zu 0.08 mm detektieren. Die Handinnenfläche ist zudem mit 300 Kontaktpunktsensoren ausgestattet.

Designvorteile der dextrösen Hand

Die Kombination aus mechanischem Design, taktiler Sensorik und Softwarekontrolle ermöglicht es der Hand, Materialien zu handhaben, die sich mit starren Robotergreifern nur schwer manipulieren lassen. Seidenfaden stellt einen besonders anspruchsvollen Fall dar, da sich seine Form und Position während des Kontakts verändern können. AGILINK nutzt die Stickereidemonstration, um zu zeigen, wie seine dextröse Hand Aufgaben ausführt, die ständige Anpassungen von Kraft und Fingerposition erfordern. Dieser Ansatz unterscheidet sich von Robotersystemen, die primär für repetitive Industrieoperationen konzipiert sind, bei denen Objekte und Bewegungen relativ vorhersehbar sind. Andere Unternehmen entwickeln ebenfalls dextröse Roboterhände mit unterschiedlichen Designprioritäten.

LinkerBots Linker Hand L30 Pro verwendet fünf sehnengetriebene Finger, wobei der Designfokus auf Geschwindigkeit und wiederholbaren Bewegungen liegt. Boston Dynamics verfolgt einen anderen Ansatz: Die neueste Atlas-Hand nutzt vier Finger und ist für industrielle Anwendungen ausgelegt, etwa den Umgang mit Bohrern und Schweißwerkzeugen.