Roboter, die mit Geräuschen „fühlen“ könnten, könnten bei der Landarbeit helfen

Wissenschaftler haben ein robotisches Sensor-System entwickelt, welches es Maschinen ermöglicht, Berührungen durch Schallwellen anstelle von Seh- oder Drucksensoren zu erfassen.

Das System, genannt SonicBoom, nutzt Schall, um zu erkennen, wo und was ein Roboterarm berührt, wie zuerst von Spectrum berichtet. Die Forscher merken an, dass diese Technologie besonders vielversprechend für landwirtschaftliche Anwendungen zu sein scheint, wo Roboter typischerweise Schwierigkeiten haben, sich durch Reben und Büsche zu navigieren.

Viele Roboter sind heutzutage auf winzige, kamerabasierte Tastsensoren angewiesen, erklärt Moonyoung (Mark) Lee, ein Doktorand an der Carnegie Mellon University und Mitentwickler des Systems.

Diese Sensoren erkennen Berührungen, indem sie beobachten, wie sich ein Gel-Pad verformt, aber sie können leicht durch Blätter blockiert oder in rauen landwirtschaftlichen Umgebungen beschädigt werden, wie Spectrum berichtet. Drucksensoren sind eine andere Möglichkeit, aber sie müssten den gesamten Roboter bedecken, um nützlich zu sein, was sie teuer und zerbrechlich macht.

SonicBoom funktioniert anders. Das System enthält mehrere winzige Mikrofone, die in den Roboterarm eingebettet sind und die Vibrationen erfassen, die auftreten, wenn der Roboter mit Objekten in Kontakt kommt. Durch die Analyse winziger Unterschiede in den Signalen ermittelt das System mit bemerkenswerter Präzision, wo der Kontakt stattgefunden hat.

In Labortests erreichte SonicBoom eine Berührungserkennung mit einem Fehler von weniger als einem halben Zentimeter. Das System behielt seine Leistung bei der Erkennung neuer Materialien, wie Kunststoff und Aluminium, bei, obwohl es zuvor kein Training mit diesen Materialien hatte.

Die Forscher haben das System trainiert, indem sie den Roboter über 18.000 Mal mit einem Holzstock berührt haben. Jetzt arbeiten sie daran, SonicBoom beizubringen, zu erkennen, mit welcher Art von Objekt es in Berührung kommt, ob es ein Blatt, ein Ast oder ein Baumstamm ist.

Lee bemerkte, dass „Mit SonicBoom können Sie blind herumtasten und wissen, wo der [contact happens], aber am Ende des Tages ist für den Roboter die wirklich wichtige Information: Kann ich weiterdrücken, oder treffe ich auf einen starken Stamm und sollte überdenken, wie ich meinen Arm bewege?“

Lee fügte hinzu, dass obwohl vielversprechend, echte Feldversuche auf dem Bauernhof noch ausstehen.