Taktile Sensoren: So bekommen Roboter echten Tastsinn
Taktile Sensoren sind Messelemente, die Druck, Drehmoment und Textur direkt an der Oberfläche eines Roboters erfassen. Der Hersteller PaXini baut sie in Shenzhen und liefert damit den Tastsinn für humanoide Roboter. Wir haben das Unternehmen vor Ort besucht. Die Sensoren stecken in Händen, Handflächen und Fußsohlen.
Taktile Sensoren kosten heute 25 Euro statt 13.000
Vor vier Jahren kostete ein taktiler Sensor dieser Güte rund 100.000 Yuan pro Fingerkuppe. Umgerechnet waren das etwa 13.000 Euro für eine einzige Fingerspitze. Echter Tastsinn blieb deshalb ein Laborthema. Kein Roboter mit dieser Technik sah je eine Fabrikhalle von innen.
PaXini verkauft denselben Sensor heute für 199 Yuan, also rund 25 Euro. Auf der CES in Las Vegas lagen Einstiegspreise zuletzt bei 49 Dollar. Das ist ein Faktor von etwa 500 in vier Jahren.
Der Hebel liegt in der Menge. Eine Hand braucht keinen einzelnen Sensor, sondern ein ganzes Array aus Fingerkuppen, Fingergliedern und Handfläche. Erst dieser Preis entscheidet, ob taktile Wahrnehmung in Serie geht. Der Durchbruch ist nicht die Feinfühligkeit, sondern ihr Preis.
Wie der Hall-Effekt den Tastsinn misst
PaXini setzt auf Sensorik nach dem Hall-Effekt-Prinzip. Die minimale Erkennungskraft liegt bei 0,01 Newton. Das entspricht einem leichten Hauch auf der Fingerkuppe. Die Bauteile halten bis zu 10 Millionen Zyklen, sind nach IP68 wasserdicht und vertragen hohe Luftfeuchtigkeit.
Im Markt konkurrieren mindestens vier Prinzipien parallel. Neben Hall-Sensorik sind das kapazitive, piezoresistive und tribölektrische Ansätze. Der bekannteste optische Weg kommt aus den USA. Dort sitzt eine winzige Kamera hinter einer Gelschicht. Sie filmt das Verformungsmuster der Berührung.
Der Gründer von PaXini begründet seine Wahl nüchtern. Halbleitersensoren liefern digitale Signale und die höchste Fertigungskonsistenz. Das Unternehmen erbt damit die Zuverlässigkeit einer Industrie, die seit Jahrzehnten Chips in Milliardenstückzahl reproduzierbar fertigt.
Ein Schwachpunkt liegt auf der Hand. Ein Hall-Sensor misst über ein Magnetfeld. Ein Roboter, der einen Elektromotor greift, hält die Störquelle direkt in der Hand. Gelöst wird das laut Firmenangaben über einen eigenen Chipsatz und eine eigene Verpackungstechnologie. Eine Demo im Showroom zeigte den Sensor unter einem starken Magnetfeld ohne Ausfall.
Vier Finger, 16 Freiheitsgrade: die geschickte Hand
Im Showroom steht eine dualmodale geschickte Hand mit nur vier Fingern. Sie bringt 16 Freiheitsgrade und 11 taktile Sensoren mit. Zusammen liefern die mehr als 1.000 Signale. Der kleine Finger fehlt bewusst, denn er bringt beim Greifen wenig und kostet Geld.
Zum Vergleich: klassische Zweifingergreifer in der Automatisierung haben ein bis zwei Freiheitsgrade. Sie schaffen einfaches Pick-and-Place mit standardisierten Teilen. Eine geschickte Hand greift dagegen Objekte mit unterschiedlichen Formen.
2024 folgte nach Firmenangaben eine Premiere. Es war die erste langlebige geschickte Hand mit Bild und Tastsinn. Die Kamera sitzt in der Handfläche statt außen am Gelenk. Das baut kompakter und stört beim Greifen weniger. Für das kommende Jahr kündigt das Team eine direkt angetriebene Hand an.
Eine Demo zeigt, warum Drehmoment zählt. Der Roboter dreht eine Glühbirne ein, ohne das Glas zu zerbrechen. Die Sensoren liefern nicht nur Flächenkraft, sondern auch Drehmomentkraft. Eine zweite Demo greift Laborröhrchen, verstärkt den Griff beim Wegrutschen und scannt danach den QR-Code.
Die Datenfabrik hinter dem künstlichen Tastsinn
Der interessanteste Teil des Besuchs war kein Roboter, sondern eine Halle. PaXini betreibt eine eigene Datenfabrik auf über 12.000 Quadratmetern. Sie produziert nach Firmenangaben 200 Millionen Datensätze pro Jahr, verteilt auf mehr als 15 Anwendungsfälle.
Die Erfassungsmethode weicht vom Branchenstandard ab. Die Daten stammen nicht aus Teleoperation, bei der ein Mensch einen Roboter fernsteuert. Stattdessen tragen Beschäftigte bei ihrer normalen Arbeit sensorbestückte Handschuhe, unter anderem in der Zulieferkette von Apple.
Betriebswirtschaftlich ist dieser Weg zwingend. Solche Daten hängen nicht an einer Roboterhardware und überleben jede kommende Generation. Teleoperationsdaten veralten dagegen mit dem Modell, für das sie aufgenommen wurden. Wie stark Datensätze die Robotik treiben, zeigen auch aktuelle Robotic Foundation Models.
Dazu kommt ein regulatorischer Vorteil. PaXini hat nach eigener Aussage die Genehmigung zum Datenexport ins Ausland. Als einziges Unternehmen in China.
EngineAI T800: taktile Sensoren in der Fußsohle
Die Sensoren stecken inzwischen auch in Füßen. Der humanoide Roboter T800 von EngineAI misst 1,73 Meter, wiegt 75 Kilogramm und bringt 450 Newtonmeter Spitzendrehmoment. Ein Schritt ist nichts anderes als ein kontrollierter Sturz, den die Maschine rechtzeitig abfängt.
Genau dort sitzt jetzt ein Sensorfeld von PaXini. Es meldet 150 Mal pro Sekunde, wo unter dem Standbein der Druck wandert. Die Regelung steuert gegen, bevor der Schwerpunkt aus der Sohle läuft. Bisher schätzte der Roboter den Bodenkontakt nur aus den Drehmomenten seiner Gelenke.
Der Praxisnutzen ist konkret. Seit April laufen diese Roboter in Shenzhen mit Sondereinsatzkräften Streife. In einer Fabrik des Apple-Zulieferers Luxshare montieren sie Bauteile. Auf Kopfsteinpflaster zahlt sich das genauso aus wie auf nassem Hallenboden. Die Maschine spürt den Untergrund, statt ihn zu vermuten. Auch lautlos, denn das Sensorfeld ersetzt lautes Nachregeln.
Warum Roboter menschlich aussehen: die Trainingsdaten
Die gängige Antwort lautet, dass die Umgebung für Menschen gebaut ist. Im Gespräch fällt eine andere Begründung. Die menschliche Form macht das Training einfacher, weil sich Daten leichter sammeln lassen.
Der Handschuh in der Datenfabrik trägt dieselben Sensoren wie die Roboterhand. Was ein Mensch dort greift, lässt sich fast direkt auf die Maschine übertragen. PaXini nutzt dafür eigene KI-Modelle aus einem Forschungszentrum in Shanghai. Sie kombinieren Sehen, Sprache, Handlung und zusätzlich Haptik.
Für Unternehmen folgt daraus eine klare Reihenfolge. Zuerst steht die Datenerfassung, dann das Modell, dann die Hardware. Wie weit China damit ist, ordnen wir in unserer Analyse zu humanoiden Robotern aus China ein.
Was der Tastsinn für Unternehmen bedeutet
Die deutsche Chemieindustrie ist ein naheliegender Fall. In rauen Laborumgebungen schützt ein Roboter Beschäftigte vor Gefahrstoffen. PaXini positioniert die Maschinen ausdrücklich als Unterstützung, nicht als Ersatz für Personal.
In der Logistik zeigte der Showroom zwei autonome Roboter im Zusammenspiel. Eine Kamera erkennt die Farbe des Pakets, der Roboter greift und legt es auf ein Förderband. Der zweite sortiert weiter. Fehler passieren, doch das Modell korrigiert und versucht es erneut. Eine Radvariante überwindet Hindernisse bis 15 Zentimeter Höhe.
Wer heute Automatisierung plant, sollte den Preisverfall bei Sensorik einkalkulieren. Aufgaben, die 2024 an fehlender Feinfühligkeit scheiterten, werden 2027 kalkulierbar. Das betrifft Kommissionierung, Qualitätsprüfung und Laborarbeit gleichermaßen.
Fazit: taktile Sensoren entscheiden über die nächste Robotergeneration
PaXini wurde am 29. Juni 2021 gegründet und sammelte seitdem 3,5 Milliarden Yuan ein. Das sind rund 450 Millionen Euro, unter anderem von JD.com und BYD. Die Bewertung liegt bei über 1,3 Milliarden Euro.
Anfang Juni berichtete Bloomberg von einem geprüften Börsengang in Hongkong. Zehn Tage nach unserem Besuch verlegte die Firma ihren Sitz von Shenzhen nach Peking. Am 30. Juli folgte die Umwandlung in eine Aktiengesellschaft. In China gehen genau diese Schritte einem Börsengang voraus.
Der Kern bleibt technisch. Taktile Sensoren verwandeln teure Laborexperimente in Serienbauteile. Sehen konnten Roboter schon lange. Fühlen können sie jetzt bezahlbar. Bis 2030 soll ein Roboter Besucher im Showroom begrüßen und durch die Präsentation führen.
Häufige Fragen
Was sind taktile Sensoren in Robotern?
Taktile Sensoren erfassen Berührung an der Oberfläche einer Maschine. Sie messen Druckkraft, Drehmoment, Textur, Temperatur, Rutschfestigkeit und Härte eines Objekts. Bei PaXini arbeiten sie nach dem Hall-Effekt-Prinzip und erkennen Kräfte ab 0,01 Newton. Dadurch dreht eine Roboterhand eine Glühbirne ein, ohne das Glas zu zerbrechen. Ohne diese Sensoren schätzt ein Roboter den Kontakt nur aus den Drehmomenten seiner Gelenke.
Was kostet ein taktiler Sensor für Roboterhände?
PaXini verkauft seinen Sensor aktuell für 199 Yuan, umgerechnet rund 25 Euro. Vor vier Jahren kostete vergleichbare Güte etwa 100.000 Yuan pro Fingerkuppe. Das sind rund 13.000 Euro. Auf der CES in Las Vegas lagen Einstiegspreise zuletzt bei 49 Dollar. Dieser Faktor von rund 500 entscheidet über die Serienfertigung einer kompletten Hand mit Sensor-Array.
Woher stammen die Trainingsdaten für den Tastsinn?
PaXini betreibt eine Datenfabrik auf über 12.000 Quadratmetern. Sie erzeugt nach Firmenangaben 200 Millionen Datensätze pro Jahr für mehr als 15 Anwendungsfälle. Die Daten entstehen nicht durch Teleoperation. Stattdessen tragen Beschäftigte bei ihrer normalen Arbeit sensorbestückte Handschuhe, unter anderem in der Zulieferkette von Apple. Solche Daten bleiben unabhängig von der Roboterhardware nutzbar.
Warum hat die PaXini-Hand nur vier Finger?
Das Team stufte den kleinen Finger für geschicktes Greifen als wenig nützlich ein. Vier Finger reichen aus, weil die Hand 16 Freiheitsgrade und 11 taktile Sensoren mitbringt. Ein Finger weniger senkt zusätzlich die Kosten. Zum Vergleich arbeiten viele Automatisierungsanlagen mit Zweifingergreifern und ein bis zwei Freiheitsgraden. Eine Fünffinger-Variante existiert bei PaXini ebenfalls.
Wofür braucht der EngineAI T800 Sensoren in den Füßen?
Der T800 misst 1,73 Meter, wiegt 75 Kilogramm und erreicht 450 Newtonmeter Spitzendrehmoment. In dem Moment, in dem er tritt oder getroffen wird, lastet sein Gewicht auf einer Sohle. Das Sensorfeld meldet 150 Mal pro Sekunde, wo der Druck wandert. Die Regelung steuert gegen, bevor der Schwerpunkt aus der Sohle läuft. Seit April patrouillieren diese Roboter in Shenzhen mit Sondereinsatzkräften.
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