Ein Team deutscher Forscher hat einen technologischen Fortschritt entwickelt, der Robotern einen Tastsinn ermöglicht, ohne dass sie künstliche Haut oder taktile Instrumente verwenden müssen. Dieses System wird in Zukunft die Tür zu vielfältigen Möglichkeiten der physischen Interaktion zwischen Menschen und Robotern öffnen.

Der neue Ansatz, dessen Entwicklung von Maged Iskandar vom Institut für Robotik und Mechatronik des DLR-Zentrums für Luft- und Raumfahrt geleitet wird, ermöglicht es Robotern, menschliche Kontakte zu erfassen und zu interpretieren, ohne dass ihre Oberflächen mit teurer biomimetischer Haut oder speziellen Sensoren bedeckt werden müssen.

„Der intrinsische Tastsinn, den wir in dieser Arbeit vorschlagen, könnte als Grundlage für eine Kategorie fortgeschrittener physischer Mensch-Roboter-Interaktionen dienen, die noch nicht möglich sind und einen Wandel von herkömmlichen Modalitäten hin zu Anpassungsfähigkeit, Flexibilität und intuitiver Handhabung ermöglichen.“ schrieben die Autoren.

Die Einzelheiten der Forschung sind veröffentlicht in der Zeitschrift Science Robotics.

Sensoren und künstliche Intelligenz

Um physisch mit Menschen interagieren zu können, müssen Roboter mit empfindlichen, aber langlebigen Sensoren ausgestattet sein, die ausgeübte Kräfte erkennen können, was bei großen oder gekrümmten Roboteroberflächen teuer und kompliziert sein kann.

Um diese Herausforderung zu meistern, nutzte Iskandars Team Instrumente, die in das Safe Autonomous Robotic Assistant (SARA)-System integriert waren, einen Roboterarm mit hochauflösenden „Kraft- und Drehmoment“-Sensoren an seinen Gelenken, zusätzlich zur Aufzeichnung der ausgeübten Kraft. Für sie messen sie Positionen und steuern Bewegungen.

Dank Sensoren und künstlicher Intelligenz kann der Roboter erkennen, wo und in welcher Reihenfolge er von einem Menschen berührt wird, und so die Umgebung um ihn herum sensibel verstehen und die Flugbahn der zeitlichen und räumlichen Berührungen auf seiner Oberfläche genau lokalisieren.

Die Forscher kombinierten diese Fähigkeit mit mehreren Lernalgorithmen zur Interpretation der ausgeübten Berührung und zeigten, dass der Roboter mithilfe eines neuronalen Netzwerks auf seiner Oberfläche nachgezeichnete Zahlen oder Buchstaben erkennen konnte.

Wenn also ein Mensch die Zahl Sechs auf einen Roboter zeichnet, kann die Technologie interpretieren, dass es sich bei der gezogenen Zahl tatsächlich um die Zahl Sechs handelt.

ee (efe, Robotics Science, MIT)