Roboterfinger identifiziert vergrabene Minen

Innovation "Digger Finger" des MIT ist mit einem raffinierten Berührungssensor ausgestattet

"Digger Finger" in Aktion bei einem Test in einer Reisschüttung (Fotos: mit.edu)

Cambridge (pte025/26.05.2021/12:00)

Ein Roboterfinger, ausgestattet mit empfindlichen Berührungssensoren, soll künftig vergrabene Landminen aufspüren und unterirdische Kabel inspizieren. Entwickelt worden ist er von einem Team um Radhen Patel, Postdoc am Labor für Computerwissenschaften und künstliche Intelligenz des Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA. „Im Lauf der Zeit sind Robiter ziemlich gut darin geworden, Gegenstände zu identifizieren, solange sie an der Oberfläche sind", sagt Patel. Das Erkennen von unterirdischen Objekten sei viel schwieriger. Dazu benötige ein Roboter Finger, die schlank und robust sind, sodass sie sich zerstörungsfrei in den Untergrund bohren können. Gleichzeitig müssten sie beweglich sein, damit sie sich befreien können, wenn sie etwa auf einen Stein stoßen, der das Weiterkommen zu verhindern droht. Und sie müssten empfindlich genug sein, um die Form des gesuchten Objekts erkennen zu können.

[b]Bisher gibt es nur verschwommene Bilder[/b]

In Experimenten konnte sich das treffend „Digger Finger" (etwa Grabe-Finger) genannte Gerät durch körnige Medien wie Sand und Reis bohren und die Formen der eingetauchten Gegenstände, auf die er stieß, korrekt erfassen. 

Bisher werden Objekte, die in der Erde liegen, mit Techniken wie dem Bodenradar oder Ultraschall erkundet. Damit lassen sich jedoch nur verschwommene Bilder erzeugen. Es fällt beispielsweise schwer, Knochen von der Umgebung zu unterscheiden.

[b]Das erste Modell war zu klobig[/b]

In früheren Arbeiten hatten die Forscher einen taktilen Sensor namens GelSight verwendet. Er bestand aus einem klaren Gel, das mit einer reflektierenden Membran bedeckt war, die sich verformte, wenn Gegenstände dagegen drückten. Hinter der Membran befanden sich drei Leuchtdioden (LED), die unterschiedliche Farben emittierten, und eine Kamera. Das Licht schien durch das Gel auf die Membran, während die Kamera das Reflexionsmuster der Membran sammelte. Daraus ließ sich die Form exakt berechnen. Der Sensor funktionierte ausgezeichnet, war aber unbequem sperrig.

[b]Schlankheitskur brachte den Erfolg[/b]

Für den Digger Finger haben die Forscher ihren GelSight-Sensor auf zwei Arten verkleinert. Zuerst änderten sie die Form, sodass ein schlanker Zylinder mit einer abgeschrägten Spitze entstand. Dann reduzierten sie die Zahl der LED auf eine, die blaues Licht emittiert, und kombinierten sie mit einer fluoreszierenden Farbe. „Das hat viel Komplexität und Platz eingespart", sagt Nancy Ouyang, Teammitglied und Doktorandin an der Harvard University https://www.harvard.edu/, die ebenfalls in Cambridge angesiedelt ist. Das Endprodukt ist ein Finger, dessen taktile Erfassungsmembran etwa zwei Quadratzentimeter groß ist. Da er mit einer bestimmten Frequenz vibriert kann er sich leicht in einen lockeren Untergrund bohren. 

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