Um den Tastsinn von Robotern zu verbessern, haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (Stuttgart) einen daumenähnlichen Sensor mit einer Kamera ausgestattet. Ein tiefes neuronales Netz wertet Kamerabilder aus, die bunte, von einem Ring aus LED-Leuchten erzeugte Lichtmuster zeigen. So können Informationen darüber gewonnen werden, wo und wie stark der – aus einer Elastomerschicht und einem knochenähnlichen Skelett bestehende – Sensor berührt wird.
Aus gefilmten Verformungen der flexiblen Außenhülle, die optisch einem Daumen gleicht, erzeugt das neuronale Netz ein 3D-Abbild der auf den Roboterdaumen einwirkenden Kräfte.
Damit kämen die Wahrnehmungsfähigkeiten von Roboterfingern „dem Tastsinn der menschlichen Haut einen wesentlichen Schritt näher“, wie es in einer Meldung des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme heißt.
Die Forscher brachten dem Roboterdaumen das Fühlen bei, indem sie immer wieder einen Stab gegen die Oberfläche des Sensors stupsen ließen. Währenddessen zeichneten sie die Krafteinwirkung zusammen mit Aufnahmen des blinkenden Rings aus LED-Leuchten im Inneren des Sensors auf. Nach fast drei Wochen und 200.000 Messungen hatte der Sensor das lange Experiment überstanden. Die Forscher werten das als Zeichen seiner Robustheit.
Katherine J. Kuchenbecker, Mitglied des Forscherteams, betont, dass das Projekt einen Fortschritt darstellt: „Bisherige weiche haptische Sensoren hatten nur einen kleinen Bereich, in dem sie Dinge erfassen konnten. Sie waren empfindlich und schwierig herzustellen und konnten oft keine Kräfte spüren, die parallel zur Haut verlaufen.“
Der Algorithmus des neuronalen Netzes erkennt selbst kleinste Veränderungen des Lichts – und kann innerhalb von Sekundenbruchteilen herausfinden, wo der „Daumen“ berührt wird. Wie die Forscher angeben, soll der Sensor sogar so empfindlich sein, dass er „seine eigene Orientierung im Verhältnis zur Schwerkraft“ spüren könne.
