SmartSkin - Eine intelligente Haut für adaptiv bionische Greifer

Abstract:
Als Teil moderner Handling-Systeme bieten adaptive Finray(r)-Greiffinger einen sicheren und passiven Formschluss beim Greifen verschieden geformter Objekte. Durch die sensorische Erfassung der Greifkraft lassen sich regelungstechnische Prozessoptimierungen beim Handling von Objekten erreichen. Mittels flexibler und ultradünner Chips, die über eine integrierte CMOS-Logik verfügen und auf dem Greiffinger angebracht sind, kann die mechanisch komplexe Form des Fingers während des Greifvorgangs überwacht und die Objektgröße und -position identifiziert werden. Vorliegend wird die Dehnungserfassung auf dem Finray(r)-Greiffinger durch vier ultradünne und in eine flexible Leiterplatte eingebettete Chips vorgestellt. Das Chip-Design erlaubt die Auswertung mechanischer Spannungen durch piezoresistive Effekte im Silizium, wobei die logischen Funktionalitäten durch ein stresskompensiertes Design gewährleistet bleiben. Die Einbettung der ultradünnen Chips in ein ebenfalls flexibles Substrat aus Polyimid erfolgt durch das ECT-myVia-Verfahren (Embedded Component Technology). Die Kombination der Technologien findet in Form eines Demonstrators SmartSkin Anwendung. Erste Systemsimulationen und Messergebnisse sowie eine Merkmalsextraktion aus den Daten des flexiblen Sensor-Systems werden vorgestellt und diskutiert.