Wissenschaftler entwickeln intelligente Roboterhand
Um eine Roboterhand zu konstruieren, die menschliche Bewegungen nachahmen kann, müssen die feinabgestimmten Funktionen einer menschlichen Hand bis ins Detail erforscht sein. Das EU-finanzierte Projekt HANDLE entwickelt derzeit eine solche anthropomorphe Hand. An dem mit 6,35 Mio. EUR unter der Thematik "Informations- und Kommunikationstechnologie" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) geförderten Projekt arbeiten Forscher von 9 Partnereinrichtungen aus 6 europäischen Ländern mit. Die aus Deutschland, Spanien, Frankreich, Portugal, Schweden und dem Vereinigten Königreich stammenden Wissenschaftler hoffen, demnächst eine künstliche Hand vorstellen zu können, die autonomer funktioniert als bisherige Modelle und in der Lage ist, natürliche Bewegungsabläufe auszuführen. Die von den Forschern entwickelte Roboterhand ist so groß wie die Hand eines durchschnittlichen männlichen Erwachsenen, wiegt ungefähr 4 kg und kombiniert eine Vielzahl hochpräziser Maschinenbauteile aus Aluminium und Kunststoff sowie Sensoren und Bewegungssysteme. Insgesamt wandeln 20 Aktuatoren elektronische Steuersignale in 24 Bewegungsabläufe um - genau die Anzahl an Bewegungen, die auch eine menschliche Hand ausführen kann. "Neben den technologischen Neuerungen kommen auch multidisziplinäre Aspekte zum Tragen, um die Empfindungsfähigkeit des Robotersystems zu verbessern und modernste Informationssteuerung und Selbstlernmechanismen zu integrieren, mit denen die Hand Objekt und Handlungsabsicht erkennen kann", erklärt Mohamed Abderrahim, einer der Projektforscher am Institut für Systemtechnik und Automatisierung der Universität Madrid, Spanien. Die spanischen Forscher vermelden bereits erste Erfolge bei der Verbesserung der visuellen Wahrnehmung, Kinematik und Dynamik des Systems: das System erkennt nun ein Objekt im Umgebungskontext und kann diese Informationen an das Planungs- und Bewegungssystem der Roboterhand übermitteln. Trotzdem ist die Entwicklung einer empfindsamen künstlichen Hand alles andere als ein Kinderspiel: eine der größten Hürden bei der Nachahmung natürlicher Bewegungen ist der Platzmangel im künstlichen System. "Die menschliche Hand ist Konstruktion in Vollendung, was es außerordentlich schwierig macht, all die benötigten Bauteile auf engstem Raum unterzubringen und alle Aktuatoren einzubauen, die für eine natürliche Mobilität sorgen", so Professor Mohamed Abderrahim. Auch seien derzeitige Sensoren noch zu groß für eine künstliche Hand, um dieselbe Empfindungsfähigkeit und präzises Zufassen gewährleisten zu können wie eine menschliche Hand. Aber selbst wenn die mechanischen und sensorischen Vorbedingungen stimmen, kann das System ohne Intelligenz (also die Fähigkeit zum Selbstlernen) weder eigenständig funktionieren noch seine Bewegungen an objektsspezifische Eigenschaften wie Geometrie, Konsistenz, Gewicht usw. anpassen. So ist es ein großer Unterschied, ob man einen Schraubendreher weiterreicht bzw. weglegt, oder ob man ihn tatsächlich benutzt, denn um eine geplante Handlung auszuführen, muss das Werkzeug in der Hand entsprechend positioniert werden. Und genau hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel, die diese Bewegungen steuert. Bislang existiere eine Hand, die selbstständig einfache Handlungsabläufe ausführen kann, nur in Science-Fiction-Filmen, wie die Forscher betonen. "Meiner Meinung nach ist die Forschung erst in 15 Jahren soweit, eine Roboterhand zu bauen, die komplexe Bewegungen mit der Genauigkeit, Autonomie und Geschicklichkeit einer menschlichen Hand nachahmen kann", wie Professor Abderrahim erläutert. In der nächsten, bis 2013 abgeschlossenen Projektphase sollen alle Ergebnisse der Projektpartner in einem einzigen System zusammengeführt werden.Weitere Informationen unter: Universidad Carlos III de Madrid: http://www.uc3m.es/portal/page/portal/inicio HANDLE: http://www.handle-project.eu/
Länder
Deutschland, Spanien, Frankreich, Portugal, Schweden, Vereinigtes Königreich