Roboter erkennt Berührungen über Schatten
"ShadowSense" der Cornell University erfordert keinen physischen Kontakt mit Menschen
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Roboter: Interaktion des Users nur noch über Berührung (Foto: cornell.edu) |
Ithaca (pte018/10.02.2021/11:30)
Forscher der Cornell University http://cornell.edu haben eine kostengünstige Methode entwickelt, mit der Roboter verschiedene Gesten und Berührungen richtig erfassen und interpretieren können. Der Clou dabei: ein direkter physischer Kontakt zwischen Mensch und Maschine ist dafür nicht erforderlich. Die vorgestellte Technologie namens „ShadowSense" erkennt nämlich mithilfe einer integrierten USB-Kamera schon über den Schatten, den eine Hand auf der „Haut" des Roboters wirft, ob dieser berührt wird und was der Nutzer damit ausdrücken will.
[b]Optische Wahrnehmung[/b]
„Diese Technologie ist eigentlich während eines Projekts entstanden, bei dem es darum ging, aufblasbare Roboter zu entwickeln, die Menschen in verschiedenen Notsituationen in Sicherheit bringen", erklärt Guy Hoffman, Leiter des Human-Robot Collaboration and Companionship Lab an der Cornell University. Ein derartiger künstlicher Retter könnte seine Aufgabe nur dann erfüllen, wenn er in der Lage ist, mit dem Menschen zu kommunizieren. „Stellen Sie sich vor, ein Roboter kann Sie einen lauten, rauchüberfüllten Korridor entlang führen, indem er den Druck der Hand einer Person erkennt", meint der Experte.
Um das zu bewerkstelligen, könnte man etwa eine große Zahl von Kontaktsensoren auf der Maschine anbringen. „Das würde das Gewicht aber deutlich erhöhen und eine komplexe Verkabelung erfordern", betont Doktoratstudent Yuhan Hu. Deshalb habe man sich für einen völlig anderen Ansatz entschieden, bei dem Berührungen nicht über physischen Kontakt, sondern rein über die optische Wahrnehmung erfasst werden. „Wenn wir eine Kamera im Roboter einbauen, können wir nur über den Schatten einer Person herausfinden, wie diese ihn berührt und welche Intention sie damit verfolgt", so Hu.
[b]Treffergenauigkeit von bis zu 96 Prozent[/b]
Der Prototyp, den der Wissenschaftler mit seinem Team gebaut hat, besteht aus einer weichen aufblasbaren Blase aus Nylonhaut, die rund um ein zylinderförmiges Gerüst aufgezogen wird. Dieses ist rund 1,2 Meter hoch und auf einer mobilen Basis befestigt. Unter der Haut des Roboters befindet sich eine USB-Kamera, die mit einem Laptop verbunden ist.
Zur Erfassung und Interpretation von Berührungen setzen die Forscher auf ein neuronales Netzwerk und einen speziellen Algorithmus, der ausgiebig mit spezifischen Daten zu menschlichen Gesten trainiert worden ist. So ist es ihm möglich, insgesamt sechs unterschiedliche Arten von Berührungen zu erkennen. Bei ersten Tests erzielte „ShadowSense" dabei eine Treffergenauigkeit von 87,5 bis 96 Prozent – abhängig von den Lichtverhältnissen in der näheren Umgebung.
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