Synergy-Based Human Grasp Representations and Semi-Autonomous Control of Prosthetic Hands

Das sichere und stabile Greifen mit humanoiden Roboterhänden stellt eine große Herausforderung dar. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Ableitung von Greifstrategien für Roboterhände aus der Beobachtung menschlichen Greifens. Dabei liegt der Fokus auf der Betrachtung des gesamten Greifvorgangs. Dieser umfasst zum einen die Hand- und Fingertrajektorien während des Greifprozesses und zum anderen die Kontaktpunkte sowie den Kraftverlauf zwischen Hand und Objekt vom ersten Kontakt bis zum statisch stabilen Griff. Es werden nichtlineare posturale Synergien und Kraftsynergien menschlicher Griffe vorgestellt, die die Generierung menschenähnlicher Griffposen und Griffkräfte erlauben. Weiterhin werden Synergieprimitive als adaptierbare Repräsentation menschlicher Greifbewegungen entwickelt. Die beschriebenen, vom Menschen gelernten Greifstrategien werden für die Steuerung robotischer Prothesenhände angewendet. Im Rahmen einer semi-autonomen Steuerung werden menschenähnliche Greifbewegungen situationsgerecht vorgeschlagen und vom Nutzenden der Prothese überwacht