Robotik
10.03.2022, 14:06 Uhr
Neue E-Haut reagiert wie die des Menschen
Wissenschaftler der koreanischen Postech-Universität haben eine elektronische Haut für Roboter entwickelt, die wie das menschliche Pendant reagieren kann. Sie setzen dabei auf eine parallele statt sequenzielle Signalverarbeitung.
Schematische Darstellung der Funktionsweise der E-Haut
(Quelle: international.postech.ac.kr)
Forscher der Pohang University of Science and Technology (Postech) haben eine elektronische Haut entwickelt, die es Robotern ganz oder zusätzlich zu anderen Organen durch Tasten ermöglicht, mit der Umwelt zu kommunizieren. Es ist nicht die erste ihrer Art und dennoch eine Premiere, denn die elektronische Haut aus Südkorea verarbeitet die empfangenen Signale in Echtzeit, so wie die Haut des Menschen es tut.
Sofortige Reaktion als Anforderung
Bisher entwickelte elektronische Häute verarbeiten taktile Informationen durch sequenzielle Messung der elektrischen Signale, die von den oft zahlreichen Messpunkten in den Sensoren kommen. Das braucht seine Zeit und macht es fast unmöglich, eine elektronische Haut mit hoher räumlicher Auflösung zu erstellen, die auf Reize sofort reagiert.
Die sensorischen Rezeptoren der menschlichen Haut erzeugen als Reaktion auf einen äusseren Reiz ein Spike-Signalspektrum in Form eines elektrischen Potenzials. Das wird in Echtzeit im Gehirn analysiert und so erkannt, etwa als heisse Oberfläche oder als Piks beim Impfen gegen COVID-19. Daran haben sich die Forscher orientiert. Sie schufen einen künstlichen sensorischen Rezeptor, der selbst Spike-Signale erzeugt, und integrierten ihn in eine elektronische Haut. Diese Signale werden dann in Echtzeit analysiert und erkannt, etwa als Henkel einer Tasse, den es zu ergreifen gilt.
E-Haut kann menschliche ersetzen
«Unser Körper erzeugt stetig elektrische Signale. Wenn wir die biosensorischen Mechanismen verstehen und eine Technik entwickeln, der das gleiche mit künstlichen Materialien gelingt, können wir sie nicht nur in Robotern nutzen, sondern auch als Ersatz für geschädigte Haut beim Menschen», so Materialwissenschaftler Unyong Jeong. «Die Umwandlung der äusseren Reize in Spike-Signale und deren Verarbeitung ist eine bahnbrechende Idee, die nachahmt, wie das menschliche Nervensystem Informationen verarbeitet», ergänzt Kollege Sung-Phil Kim.
«Wenn ein neues KI-Modell mit dieser Spike-Informations-Verarbeitungsmethode entwickelt wird, kann die taktile Intelligenz des Roboters weiterentwickelt und effektiv in Halbleitertechnologien der nächsten Generation, wie neuromorphen Chips, angewendet werden.»
