Fingerspitzengefühl für Roboter: Daran forschen Wissenschaftler:innen von Meta (Stanford University), der TU Dresden und dem Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC). In einem gemeinsamen Paper beschreiben sie den Einsatz von Berührungssensorik bei der Prostatakrebsfrüherkennung.

Prof. Roberto Calandra, Professor für Explainable Artificial Intelligence an der Fakultät Informatik und Leiter des Learning, Adaptive Systems and Robotics Lab der TU Dresden, sieht in der vorliegenden Arbeit ein großes Potential: "Wir schaffen hochsensible Roboterhände, die in Umgebungen, die große menschliche Finger nicht erreichen können, präzise Gewebe ertasten, ausmessen und bewerten können."

Visionsbasierte taktile Sensoren ermöglichen es Roboterhänden inzwischen, auch taktile Wahrnehmungen zu fühlen. Dafür müssen sie die Kraft und räumliche Auflösung menschlicher Fingerspitzen erreichen. Für den Einsatz in eingeschränkten Umgebungen muss ihr "Fingerspitzengefühl" auf sehr kleinen Flächen wirken und Manipulationen ermöglichen, die von größeren Fingern nicht ausgeführt werden können.

Ein potenziell lebensrettendes Beispiel ist die Krebserkennung durch das Abtasten innerer Hohlräume bei ferngesteuerten oder teleoperierten Untersuchungen. Insbesondere Prostatakrebs, die fünfthäufigste Krebstodesursache bei Männern weltweit, kann durch regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen frühzeitig erkannt werden. Bisherige rektale Untersuchung, bei der der Prostatabereich durch den Enddarm abgetastet wird, hängen von der Erfahrung des Untersuchers ab und sind oft subjektiv. Mit schlanken und empfindlichen Fingerspitzen ausgestattete Pflegeroboter könnten dagegen objektive und quantitative Messungen vornehmen, vergleichen und präzise Diagnosen stellen.

Das Paper stellt einen neuartigen Ansatz für die Miniaturisierung von bildverarbeitungsbasierten taktilen Sensoren vor, bei dem Faserbündel als optische Leitungen verwendet werden und mit 15 Millimeter Durchmesser kleiner als eine durchschnittliche menschliche Fingerkuppe sind. Das Design wurde so entwickelt, dass es der Geometrie der menschlichen Fingerspitze entspricht. Die Elektronik und die Kamera befinden sich an einem entfernten Ort, was die Größe des Gehäuses weiter reduziert. "Die objektiven Auswertungen der Daten ermöglicht eine genaue Diagnostik", ist Prof. Calandra überzeugt.

Einen Einblick in die Forschung von Prof. Roberto Calandra erlaubt dieses Video:

Kontakt:

Prof. Roberto Calandra
Tel.: +49 351 463-40850