Eine Gruppe chinesischer Wissenschaftler hat ein neues Sensorsystem entwickelt, das die Spitze eines menschlichen Fingers nachahmt. Der Sensor, der die Kuppe eines menschlichen Fingers imitiert, kann die Textur des Objekts, das er berührt, in Echtzeit bestimmen. Letztendlich hoffen die Wissenschaftler, es auf ein neues Niveau zu heben und es Menschen mit Prothesen zu ermöglichen, zu erleben, was der Sensor erkennt. Auch in der Robotik wird die Entwicklung von Nutzen sein.
Der von Forschern der Shenzhen Southern University of Science and Technology (SUSTech), der Xi'an Xi'an University und der University of Houston entwickelte Sensor nutzt künstliche Intelligenz, um verschiedene Texturen zu erkennen, darunter Wolle, Leinen, Nylon, Polyester und Twill. und die Ergebnisse den Benutzern in Echtzeit anzeigen.
„Ein in eine Fingerprothese integriertes Sensorsystem kann 20 verschiedene kommerzielle Gewebe mit 100-prozentiger Genauigkeit und einer festen Gleitgeschwindigkeit identifizieren“, schrieb das Team in einem am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel.
Der Sensor wird an der Fingerspitze der Handprothese angebracht. Wenn es über verschiedene Gewebe gleitet, wird das Signal an den Computer gesendet und durch maschinelles Lernen analysiert. Das Erkennungsergebnis wird derzeit auf dem Bildschirm angezeigt. Der Sensor ermittelt die Textur sowohl durch statischen Druck als auch durch hochfrequente Vibrationen. Den Forschern zufolge ist dieses Einzelsensorsystem einfacher und zuverlässiger als bestehende Systeme, die den Einsatz von zwei Sensoren erfordern, die in zwei Sätze von Datenerfassungssystemen integriert sind.
„Es wird erwartet, dass ein solches System zur Entwicklung sensorischer Technologien in der Robotik und Prothetik beiträgt und möglicherweise für die sensorische Rehabilitation von Patienten nützlich ist, die künstliche Prothesen verwenden, die auf der Anwendung virtueller Realität basierend auf taktilen Empfindungen und Unterhaltungselektronik basieren“, sagten die Forscher.
Der Hauptautor des Artikels, Guo Chuanfei, Professor am Department of Materials Science and Engineering von SUSTech, sagte, das Team arbeite daran, die Daten des Sensors nicht nur auf einem Bildschirm anzuzeigen, sondern auch so zu gestalten, dass Menschen mit Prothesen fühlen können was der Sensor erkennt. „Die Übertragung elektrischer Signale über Nerven an das Gehirn ist immer noch eine ziemlich komplexe technische Aufgabe“, bemerkt Guo Chuanfei. „Deshalb sind wir dazu übergegangen, Signale an die Haut anderer Körperteile, zum Beispiel des Oberarms oder der Brust, zu übertragen, damit das Gehirn die empfangenen Informationen verarbeiten kann.“
Ihm zufolge kann die Technologie neben Anwendungen in der Robotik und für Menschen mit Prothesen auch in der virtuellen Realität eingesetzt werden – so kann der Benutzer beispielsweise Berührungen bei Videoanrufen aus der Ferne spüren oder die Textur von Produkten beim Online-Einkauf ertasten.
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