Løft etter tungemetoden

Skal robotar kunne løfte mjuke ting utan å skade dei, må vi tenke nytt. Slik fann forskarane opp "tungemetoden" - ein løftemetode som etterliknar det som skjer når du sleiker på iskaldt metall.

Publisert
Professor Terje Lien har tatt patent på ein metode som gjer at eit stykke tøy kan flyttast skånsamt utan å bli skadd eller krølla. (Foto: Jan Christian Sørlie)
Professor Terje Lien har tatt patent på ein metode som gjer at eit stykke tøy kan flyttast skånsamt utan å bli skadd eller krølla. (Foto: Jan Christian Sørlie)

Industriell produksjon vert stadig meir automatisert. Industrirobotane gjer jobben, medan råmaterialet som dei lager produkta ut ifrå, vert flytta mellom maskinane av den eine roboten etter den andre.

Dette er det høgautomatiserte samlebandet, der maskinar gjer mest heile jobben. 

– Når ein skal gjere slike samleband meir effektive, er fokuset på robotane. Men vel så viktig er det å finne gode metodar for å flytte råmaterialet mellom dei. Faktisk er dette eit mykje større problem enn kva folk trur, seier NTNU-professor Terje Lien.

– I mange verksemder går meir enn halve tida med til å flytte varen mellom arbeidsstasjonane, fortel han.

Syg seg fast

Det ser ut som om Lien syg lufta ut or ein slange som går inn i eit rektangel laga av lettmetall. Metallfirkanten har nokre hol på den eine flatsida, som syg til seg eit stykke tøy. Så sluttar professoren å suge, og tøyet legg seg på bordet.

Men det var et synsbedrag. For kinna hans bular ut. Lien syg ikkje, han bles. Lufta han bles inn, passerer ein spesiell spalteventil som han har tatt patent på.

Desse spaltene aukar farten på lufta der den går gjennom ein kanal, slik at eit svakt undertrykk oppstår i eit lite hol ved utløpet til spalta. Metallfirkanten kan innehalde ei rad slike spalteventilar, med eit miniundertrykk ved kvar av dei. 

Desse små undertrykka fungerer som gripereiskapar for lette, porøse gjenstandar.

Med ei rad slike hol vil metallplata dei munnar ut i, kunne løfte til dømes eit stykke tøy opp ein stad og leggje det ned ein annan, utan at det vert krølla eller bretta på noko vis. Professor Lien kallar det for Coandaejektor.

Robotar dårlege til å flytte

At så mykje tid går med til å flytte tinga frå ein arbeidsstasjon til den neste, overraskar mange.

I praksis fører dette til at arbeidarar av kjøt og blod gjer denne jobben:

Dei tek tak i tøystykket om vi er i konfeksjonsindustrien, eller filetstykket av kjøt eller fisk om vi er i næringsmiddelindustrien, eller firkanten av skumgummi om vi er i ein møbelfabrikk, og flytter den til neste arbeidsstasjon.

Denne jobben kan ikkje ein robot gjere av di han ikkje kan gripe tinga utan å skade dei.

For i dag er det stort sett berre menneske som er i stand til å handsame desse råmateriala på rett vis. «Rett» tyder at tøystykket vert lagt fint ut og ikkje dumpa i ein krøll.

Om det er ein fiskefilet, så skal den ikkje få ytre skader og sjå ulekker ut. Om det er eit møbel, så skal det ikkje få flekker, rifter eller andre ytre skader som gjer stolen eller sofaen mindre fin.

Coandaejektoren er eitt svar, som no er patentert. Eit anna er nålemetoden. Dette er lange, tunne nåler som blir stukne inn på skrå, slik at dei møter kvarandre. Nålene er så tunne at dei ikkje skadar gjenstanden.

Denne metoden er spesielt god for handtering av fisk og kjøt.

«Tungemetoden»

Ein tredje metode er «tungemetoden»: Effekten etterliknar det som skjer når du sleiker på ei kald, fuktig overflate (eit dørhandtak, ein lyktestolpe) og oppdagar at tunga sit fast.

Sjølve prinsippet vert kalla Peltier-effekten, og er meir enn hundre år gammalt. Ein sender elektrisitet gjennom spesielle halvleiarar som er slike at då vert den eine enden varm og den andre kald.

Mange slike halvleiarar ved sida av kvarandre vert forbundne med tunne keramikkplater, slik at den eine plata vert varm og den andre kald. 

Metoden, som ein tyskar tok patent på for eit par tiår sidan, går ut på å leggje den kalde sida av elementet mot ein gjenstand med fuktig overflate. Då frys den fast til elementet, slik at den kan flyttast.

Set vi eit slikt element på ein robot, får roboten ein «frysegripar». Den fuktige tingen kan vere eit stykke fersk filet av fisk eller kjøt, som slik kan flyttast utan at fileten vert skada på noko vis.

Professor Liens idé er å snu straumretninga undervegs, slik at metallflata skiftar frå kald og varm når ein vil legge filetstykket frå seg. – Her har vi eksperimentert ein heil del, for å finne dei optimale temperaturane, fortel han.

Prøvast ut

«Tungemetoden» vert no prøvd ut innanfor både filetindustrien og møbelindustrien. Når det gjeld Coandainjektoren og nålemetoden, vert det arbeidd for å finne firma som vil ta i bruk slike griparar. 

– Men verksemder av denne typen må ein ut av landet for å finne. Det finst ingen norske produsentar på desse områda, fortel professor Terje Lien.