Forschung: Künstlicher Daumen für Roboter-KI mit Tastsinn

Künstliche Intelligenz und künstliches Sehen verleihen Robotern einen Tastsinn

Ein künstlicher Daumen mit Tastsinn für Roboter wurde von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen des Max-Planck-Instituts in Stuttgart entwickelt. Die flexiblen Sensoren reagieren auf Druck, die so erhaltenen Verformungen des Daumens zeichnet die eingebaute Kamera auf.

Die Hülle des Daumens besteht aus einem formfesten, aber elastischen, verformbaren Kunststoff (Elastomer). Die Kamera kann mit Hilfe der Verformungen ein dreidimensionales Abbild der Kräfte, die auf den Daumen einwirken, abbilden. Durch unterschiedlich starke Kräfte und Winkel des ausgeübten Drucks trainierte das Stuttgarter Team der im Daumen enthaltenen KI so ein tiefes neuronales Netz an.

Wie kann der künstliche Daumen sehen und tasten?

Der Aufbau künstlicher Daumen für Roboter

Der Daumen ist dem menschlichen Daumen nachempfunden, er besteht aus einem steifen Skelett, der Sensor wird aus einem 4 mm dicken Elastomer hergestellt, der rund um das Skelett in Form eines Daumens angebracht wird. Damit der Daumen nicht transparent ist, werden dem Elastomer dunkle Aluminiumflocken beigemischt, die das Licht reflektieren können. Die Lichtmuster werden mit einer Fischaugenkamera aufgezeichnet, die einen Radius von 160° hat. Verschiedenfarbige LEDs im Inneren können so die unterschiedlichen Lichtmuster erzeugen. Anders als beim Menschen ist der Fingernagel die empfindlichste Stelle des Daumens, hier weist der Elastomer nur eine Dicke von 1,2 mm auf. Der Fingernagel kann durch seine höhere Sensibilität selbst kleinste Kräfte und unterschiedlichste Formen erkennen.

Bisherige Sensoren an Robotern waren aufwendig und schwer herzustellen, instabil und wiesen für Feinarbeiten eine zu geringe Sensibilität auf. Für die Arbeit am Menschen oder Tier waren sie deswegen nur bedingt geeignet.

Die Stuttgarter Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen testen den Daumen auch bereits an den ersten Robotern.

Vor- und Nachteile menschenähnlicher Roboter

Roboter und KI im Rahmen der Agenda 2030

Roboter mit Sensoren und KI erleichtern den Menschen bereits heute die Arbeit, so warnen beim Fahren mit modernen Autos die Sensoren vor nahenden Gegenständen oder anderen Autos, um Unfälle zu vermeiden oder Staubsaugerroboter lernen mit Hilfe ihrer Sensoren das Haus oder die Wohnung ihres Besitzers kennen, um sie nach wenigen Trainingsstunden vollkommen abzufahren und zu reinigen.

Sensoren sollen in Zukunft all unsere biometrischen Daten erfassen sowie Bedürfnisse ertasten und damit eine Rundum-Versorgung gewährleisten können, wie es einst im Säuglingsalter die Eltern für ihr Neugeborenes übernahmen. Sie sollen unsere biometrischen Daten erspüren und davon ableiten, was wir für ein Rundum-Wohlfühl-Gefühl oder eine gute Konzentration benötigen und uns diese Bedingungen, wie z.B. die angenehmste Umgebungstemperatur, das Flüssigkeitsbedürfnis pp. steuern und liefern (KI-Ringvorlesung der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz). Die Universitäten Ulm und Karlsruhe entwickeln KIs für Schüler und Studenten, die ihnen im Home-Studium den wissenschaftlichen Austausch, das systematische Lernen und das Recherchieren abnehmen sollen.

Apps sollen Ärzte ablösen, Spahn wollte bereits während der Coronakrise eine App einführen, die Notärzte überflüssig machen sollte, indem sie durch bestimmte Fragestellungen entscheidet, ob jemand ein Krankenhausbett erhält oder nicht. Nur durch den Widerstand der Ärzte wurde diese App (noch) nicht eingeführt.

Pflegeroboter sollen in Zukunft im Rahmen der Agenda 2030 Pflegekräfte ersetzen können, hierfür wäre ein druckempfindlicher, sensorischer Daumen notwendig, um durch KI z.B. zu erlernen, wie viel Druck auf eine Wunde oder beim Waschen angewendet werden kann. Aber auch Haushaltsroboter benötigen einen druckempfindlichen Daumen, um z.B. Getränke einzuschenken und zu überreichen.

Im Rahmen der Coronakrise wurden die Menschen bereits auf minimierte soziale Kontakte vorbereitet und ein erhöhtes Interagieren und Kommunizieren mit digitalen Medien. Das diente nicht nur der Entwöhnung von sozialen Kontakten, sondern auch der Datensammlung, die für eine Beschleunigung der Agenda 2030 notwendig ist.

Jens Spahn wollte bereits während der Coronakrise Notärzte durch Apps ersetzen. Die Apps sollten durch einen Fragenkatalog entscheiden, ob jemand ein Krankenhausbett erhält oder nicht. Krankenhäuser wurden geschlossen oder in die Insolvenz getrieben und Pflegekräfte durch Arbeitsverschärfungen und Mehrarbeit aus dem Arbeitsleben vergrault.

Auch wenn im Rahmen der Agenda 2030 ein Großteil der Arbeitsplätze, insbesondere Arbeitsplätze von Akademikern und besser ausgebildeten Arbeitskräften durch KI und Roboter ersetzt werden sollen, ist es insbesondere im Gesundheitsbereich besonders fatal die Arbeitskräfte bereits jetzt auszudünnen, bevor halbwegs funktionierende Apps und Roboter zur Verfügung stehen. Auch kann ein Roboter, selbst wenn er bereits emotional ausgebildet wird und einfache Gefühle schon erkennen kann, keine sozialen Kontakte oder menschliche Zuwendung ersetzen. Aus psychologischer, soziologischer und pädagogischer Sicht ist es kaum sinnvoll, Menschen auf die Retardierungsstufe eines Säuglings zurück zu katapultieren, wenn sie in Zukunft nicht mehr selbst für ihre Bedürfnisse und Lernerfolge sorgen sollen, sondern ein hochsensorischer Roboter, wie es im Rahmen der Agenda 2030 geplant ist.