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Künstliche Haut für Roboter erkennt Temperatur und Druck

Forschende der Seoul National University, geleitet von Professor Seung Hwan Ko, haben einen innovativen multimodalen Tastsensor entwickelt, der Robotern die simultane Erfassung von Temperatur und Druck ermöglicht und damit die physiologischen Funktionen menschlicher Haut nachahmt. Die im Jahr 2025 in Nature Materials publizierte Studie präsentiert eine Single-Layer-Architektur auf Basis eines Kern-Mantel-Nanodrahtnetzwerks mit Silberkern und Kupferoxidhülle. Herkömmliche Multimodalsensoren scheiterten bislang häufig an komplexen Stapelaufbauten, die Gerätgröße und Reaktionszeiten unnötig verlängerten sowie eine präzise örtliche Trennung gleichzeitiger Reize erschwerten. Der neuartige Sensor wechselt innerhalb derselben ultradünnen, flexiblen Schicht sechzehnmal pro Sekunde zwischen thermischer und mechanischer Erkennung. Dadurch erreicht er Reaktionszeiten im Submikrosekundenbereich für mechanische Impulse und im Millisekundenbereich für Temperaturänderungen. In anwendungsnahen Tests wurde das Sensor-Modul an Robotergreifern und an einer Roboterfingerspitze befestigt und mit einer drahtlosen Messelektronik sowie einem trainierten KI-Algorithmus gekoppelt. Die Fusion verschachtelter Signale beider Erkennungsmodalitäten erhöhte die Trefferquote bei der Objektklassifikation von rund 65 auf 95 Prozent. Selbst bei stark reduzierter Datenübertragung fiel die Genauigkeit nur leicht auf 94,53 Prozent ab. Bei der Identifikation von zwanzig unterschiedlichen Alltagsgegenständen erzielte das Gesamtsystem eine Zuverlässigkeit von 83 Prozent. Zusätzlich demonstrierten die Forschenden eine skalierbare Sensoranordnung, die räumliche Temperatur- und Druckgradienten mit einer Auflösung im menschlichen Wahrnehmungsbereich abbilden kann. Die Entwicklung adressiert einen zentralen Engpass der Physical AI, bei der Maschinen durch physische Interaktion und Echtzeitsensorik autonome Entscheidungsprozesse steuern. Durch den Verzicht auf mehrlagige Sensorverbünde reduziert die Technologie den Bauaufwand deutlich und eliminiert Interferenzen zwischen reaktiven Elementen. Das Team um die Erstautoren Kyun Kyu Kim und Junhyuk Bang stuft die Technik als Fundament für intelligente Prothesen, elektronische Wearables, weiche Robotikkomponenten sowie intuitive Mensch-Maschine-Schnittstellen ein. Mit der Veröffentlichung in Nature Materials positioniert sich der Ansatz als entscheidender Baustein für die nächste Generation taktil wahrnehmender KI-Systeme.

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