Der Kraft-Momenten-Sensor (englisch force/torque sensor, kurz F/T-Sensor) ist ein Gerät, das die auf ihn einwirkenden Kräfte und Drehmomente misst. Die besten Sensoren erfassen sechs Größen auf einmal: drei Kraftkomponenten (in Richtung der Achsen X, Y, Z) und drei Momentkomponenten um diese Achsen — deshalb nennt man sie sechsachsig. Für den Roboter ist das ein entscheidender Sinn für Berührung und Druck: Dank ihm „fühlt” er, wie stark er auf einen Gegenstand drückt oder mit welcher Kraft die Umgebung auf ihn einwirkt.
In humanoiden Robotern werden F/T-Sensoren an strategischen Stellen platziert. Im Handgelenk, zwischen Arm und Endeffektor, ermöglichen sie dem Roboter, die Kraft bei der Manipulation fein zu dosieren — einen Stift in eine Öffnung einzuführen, eine Schraube anzuziehen oder sich auf einen Tisch zu stützen, ohne etwas zu beschädigen. Im Knöchel wiederum helfen sie, die Reaktionskräfte vom Boden zu messen, was für die Berechnung des Gleichgewichts und die Ganzkörperregelung beim Gehen wertvoll ist.
Der Hauptnutzen liegt in der sogenannten Kraftregelung. Statt dass der Roboter mit der Hand nur blind eine vorgegebene Position anfährt, kann er auf Widerstand reagieren: Wenn er Kontakt spürt, lockert oder drückt er nach Bedarf. Das ist unerlässlich für kontaktreiche Aufgaben wie Montage, Werkzeugbedienung oder sichere Zusammenarbeit mit dem Menschen. F/T-Sensoren finden wir daher an fortgeschrittenen Forschungs- und Industriehumanoiden wie PAL TALOS, Fourier GR-1 oder Apollo.
Interessant ist, dass sich Kraft auch ohne einen eigenständigen F/T-Sensor gewinnen lässt. Seriell elastische Aktuatoren leiten sie aus der Verformung der Feder ab, und quasi-direkte Antriebe (QDD) aus dem Motorstrom. Diese Ansätze sind günstiger und leichter, aber gewöhnlich weniger genau als ein dedizierter sechsachsiger Sensor. Die Wahl zwischen einem genauen, aber teuren F/T-Sensor und einer günstigeren Kraftschätzung aus dem Aktuator ist ein weiterer wichtiger Kompromiss beim Entwurf eines Roboters. Für die feinste Berührung von Oberflächen ergänzen die F/T-Sensoren dann taktile Sensoren direkt in den Fingern.