Telemanipulation mittels Exoskelett

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Durch Telemanipulation lassen sich Roboter über weite Distanzen hinweg steuern. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn die Systeme komplexe Aufgaben an Orten ausführen sollen, die für den Menschen gefährlich oder unzugänglich sind, zum Beispiel die Tiefsee oder der Weltraum. Auf der CeBIT 2017 demonstriert das DFKI Robotics Innovation Center auf dem Messestand des BMBF die Teleoperation des humanoiden Roboters AILA mithilfe eines passiven Oberkörper-Exoskeletts. Dabei überträgt das Exoskelett die Bewegungen seines Trägers direkt auf den Roboter, wodurch dieser – dank der manipulatorischen Fähigkeiten des menschlichen Operators – feinmotorische Aufgaben an einem Schalterpanel durchführen kann.

 

Das passive Oberkörper-Exoskelett ist eine Vorstudie zu dem ebenfalls am Robotics Innovation Center im Projekt CAPIO – das vom BMBF gefördert wurde – entwickelten aktiven System, welches mit Elektromotoren ausgestattet und dadurch zur Kraftrückkopplung fähig ist. Dies bedeutet: Die Kraftinformationen werden vom ferngesteuerten Roboter über ein haptisches Feedback zurück auf den menschlichen Körper übertragen. Auf diese Weise spürt der Träger des Exoskeletts etwa, wenn der Roboter auf ein Hindernis trifft, was ihm das Gefühl vermittelt, Teil des Geschehens zu sein. Das Konzept zur oberkörperassistierten Zwei-Arm-Telemanipulation – das heißt, die Möglichkeit beide Arme und die Rumpfbewegungen in Teleoperationsaufgaben einzubeziehen sowie entsprechende Kraftrückkopplung in den menschlichen Körper einzuleiten – ist ein neuer Ansatz, der bisher durch kein vergleichbares System umgesetzt wurde.

Die am Robotics Innovation Center entwickelten Exoskelett-Technologien zeichnen sich durch eine optimal an die menschliche Kinematik angepasste Konstruktion und anwendungsspezifische Regelungskonzepte aus. Neben Telemanipulationsaufgaben in der Raumfahrt oder der Tiefsee eignen sich diese tragbaren robotischen Systeme auch für Anwendungen in der medizinischen Rehabilitation. In dem vom DLR mit Mitteln des BMBF geförderten Forschungsprojekt RECUPERA-Reha arbeiten DFKI-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam mit der rehaworks GmbH an Methoden zum Aufbau eines mobilen Ganzkörper-Exoskeletts, das rehabilitative Konzepte umsetzen kann und Bewegungen sowie Handlungsabsichten von Menschen mit neuro-motorischen Einschränkungen (beispielsweise nach einem Schlaganfall) unterstützen soll. Darüber hinaus können Exoskelette als intuitive Mensch-Maschine-Schnittstellen auch in der industriellen Produktion, Montage und Logistik die körperlichen Belastungen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern mindern und Fehlhaltungen vermeiden helfen.  

Stand: Halle 6, A34

 

Weitere Informationen

www.dfki.de/robotik

 

Kontakt

 

Dr. Elsa Andrea Kirchner
Forschungsbereich Robotics Innovation Center
E-Mail: elsa.kirchner@dfki.de
Tel.: +49 421 17845 4120