Roboter können dreidimensionale Objekte nur schwer erkennen. Forschende vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik haben nun jedoch einen Sensor entwickelt, der genau das möglich machen soll. Das System wurde bereits erstmals erfolgreich getestet.
Der Einsatz von Robotern ist im Jahr 2022 keine große Besonderheit mehr. Überall auf der Welt nehmen uns Maschinen inzwischen Arbeit ab oder automatisieren und optimieren komplette Prozesse. In einigen Bereichen stößt die Robotik jedoch nach wie vor an ihre Grenzen.
Ein Beispiel ist die Erkennung und Analyse von Objekten und speziellen Oberflächen. Forscher:innen sprechen dabei von „unkooperativen Oberflächen“. Darunter fallen etwa Gegenstände, die eine glänzende, reflektierende oder tiefschwarze Oberfläche haben.
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Wenn ein Roboter beispielsweise einen Spiegel vermessen soll, so machen die Reflexionen ihm meist einen Strich durch die Rechnung. Doch Forschende vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) haben nun offenbar eine Lösung für dieses Problem gefunden.
3D-Sensor wärmt Objekte auf und verschafft Robotern den Durchblick
Der Schlüssel zum Erfolg liegt demnach in Wärme. Dazu erwärmt ein neuartiger „MWIR-3D-Sensor“ das zu vermessende Objekt auf einer vorab definierten Fläche. Anschließend ermitteln zwei Wärmebildkameras die Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Gegenstands.
Durch die voneinander abweichenden Blickwinkel der Kameras und der daraus folgenden Abweichung der Wärmesignatur kann eine Software dann die Promotionen des Objekts errechnen. So entsteht am Computer ein detailliertes Bild des Gegenstandes.
Der Ansatz eliminiert damit die Notwendigkeit, Messhilfen an das Objekt anzubringen. Bisher passierte das etwa anhand von Aufklebern oder Markierungen. Mit den Ergebnissen gelang es den Fraunhofer-Forscher:innen dabei erstmals, die Steuerung eines Roboters und seiner Werkzeuge auszurechnen.
Neuer Ansatz lässt sich flexibel einsetzen
Der neue Ansatz bringt zudem viele Einsatzmöglichkeiten mit sich. Zwar ist eine Automatisierung Stand heute in vielen Bereichen noch nicht möglich, allerdings könnte der neue 3D-Sensor das schon bald ändern. Denn die Technologie ermöglicht nicht nur flexiblere und effektiver Messungen, auch die benötigte Zeit pro Messung sinkt.
Damit können in der Folge wiederum Kosten eingespart werden. Im Alltag dürfte der Ansatz also durchaus interessant sein. Die aufgewärmte Oberfläche soll zudem keinen Schaden nehmen. Die Forscher:innen sprechen davon, dass das Material maximal um etwa drei Grad Celsius erwärmt wird, das dürfte für die meisten Stoffe kein Problem darstellen.
Die Wissenschaftler:innen wollen die Technologie auf der „Hannover Messe Preview am 16. März, auf der Control vom 3. bis 6. Mai sowie auf der Hannover Messe vom 30. Mai bis 2. Juni 2022“ vorstellen. Bis dahin bleibt abzuwarten, wie alltagstauglich der neue 3D-Sensor wirklich ist.
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