Die Roboter kommen (Folge 1)

Neues bionisches Auge könnte das Sehvermögen blinder Menschen wiederherstellen

Berlin, Juni 2020

Eine Gruppe von Forschern aus den Vereinigten Staaten und Hongkong (China) hat einen bionischen Augenprototypen vorgestellt, der die kuppelförmige Netzhaut des menschlichen Auges erfolgreich nachbildet und dabei die meisten, wenn nicht sogar alle ihrer wünschenswerten Eigenschaften beibehält.

Das „elektrochemische Auge“ (oder EC-EYE) besteht aus einer hochverdichteten Anordnung von Nanodrähten“, die die Photorezeptorzellen des menschlichen Sehorgans nachahmt und in der Lage ist, Bilder in Echtzeit zu erfassen und weiterzugeben. Gegenwärtig kann das bionische Gerät mit seinen 100 Pixeln lediglich ein Bild mit niedriger Auflösung erzeugen. Die Forschergruppe ist jedoch zuversichtlich, dass das Gerät im Laufe der Entwicklung der Technologie den natürlichen Mustern, auf denen es basiert, irgendwann weit überlegen sein wird.

Nach Angaben des Ingenieurs und Mitautors Zhiyong Fan von der Hong Kong University of Science and Technology könnte der Prozess, das EC-EYE für reale Anwendungen beim Menschen nutzbar zu machen, zwar bis zu 5 Jahre dauern, doch könnte das Gerät viel früher und ohne große Anpassungsarbeiten im Bereich der Robotik eingesetzt werden.

Künstliche Intelligenz könnte robotergestützte Exoskelette und Prothesen für ein sichereres Gehen verbessern

Berlin, Juni 2020

Es gibt wohl kein Gelände – ob mit oder ohne Hindernis – das wir Menschen nicht meistern können. Diese Fähigkeit in der Roboterprothetik nachzubilden, ist für die Forscher eine gewaltige Herausforderung.

Jetzt haben Wissenschaftler der North Carolina State University robuste Ki- Algorithmen in die Robotersoftware integriert, um Menschen dabei zu helfen, auf sicherere und natürlichere Weise auf verschiedenen Arten von Gelände zu gehen.

Die Herstellung von Roboterprothesen oder Exoskeletten, die das Gehen auf einer glatten Oberfläche erleichtern, ist nicht so schwierig. Was schwierig ist, ist die Herstellung dieser Geräte, die auf allen Arten von Gelände gut funktionieren. Denn Laufflächen, denen wir in unserem täglichen Leben begegnen, sind meist unvorhersehbar.

In dieser Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler auf sechs verschiedene Geländeformen: Fliesen, Ziegel, Beton, Gras, „oben“ und „unten“. Sie erstellten eine KI-basierte Software, die die Art des Geländes vorhersagt, auf das die Benutzer treten werden. Basierend auf diesen Vorhersagen können einige Einstellungen der Prothese so angepasst werden, dass sie perfekt für die jeweilige Situation geeignet ist.

Interessanterweise kann diese Software in die meisten Robotergeräte für die unteren Gliedmaßen integriert werden – sowohl in Exoskelette als auch in Prothesen. Es ist nur ein zusätzliches Stück Hardware erforderlich – eine Kamera. Die KI verwendet visuelle Hinweise, um vorherzusagen, auf welche Art von Oberfläche die Person als Nächstes treten wird.

Bevor dieses System eingesetzt werden konnte, mußte es programmiert und trainiert werden. In der Anfangsphase montierten die Wissenschaftler Kameras an körperlich gesunden Personen, die dann durch eine Vielzahl von Innen- und Außenumgebungen gingen. Dadurch lernte das System verschiedene Oberflächen kennen, auf denen Menschen gehen, und was zu erwarten ist, wenn man auf ein bestimmtes Terrain trifft. Obwohl alle Menschen unterschiedlich sind und auf unterschiedliche Weise gehen, stellten die Wissenschaftler fest, dass die gesammelten Daten problemlos von einer Bevölkerung auf eine andere übertragen werden können.

Nun arbeitet das Team daran , das System effizienter zu machen, die sie wollen es auch in die Roboterprothetik integrieren.

SlothBot – der hocheffiziente Naturschutzroboter

Berlin, Juni 2020

Das Vorbild von SlothBot ist das Faultier. Seine Schöpfer sind Robotikingenieure am Georgia Institute of Technology. Zunächst soll er die Vorteile des Niedrigenergie-Lebensstils echter Faultiere nutzen lernen. Dann wird es ernst: SlotBot soll den Kampf um die Rettung einiger der weltweit am stärksten gefährdeten Arten beobachten. Dafür gibt es wohl keinen besseren Ort als den Botanischen Garten von Atlanta.

Der SlothBot wird von Solarpaneelen angetrieben und nutzt eine innovative Energieverwaltungs-technologie. Er bewegt sich an einem Kabel entlang, das zwischen zwei großen Bäumen gespannt ist, während er die Temperatur, das Wetter, den Kohlendioxidgehalt und andere Informationen im 30 Hektar großen Wald des Gartens in der Stadtmitte von Atlanta überwacht.

„SlothBot nutzt die Langsamkeit als Konstruktionsprinzip“, erläutert Magnus Egerstedt, Professor und Steve W. Chaddick School Chair an der Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering. „So werden Roboter heute typischerweise nicht entworfen, aber da sie langsam und hyper-energieeffizient sind, wird es SlothBot ermöglichen, in der Umgebung zu verweilen und Dinge zu beobachten, die wir nur sehen können, wenn wir über Monate oder sogar Jahre kontinuierlich anwesend sind“.

Der Roboter ist so programmiert, dass er sich nur bei Bedarf bewegt und das Sonnenlicht lokalisiert, wenn seine Batterien aufgeladen werden müssen. Im Botanischen Garten von Atlanta wird der SlothBot mit einem einzigen 100-Fuß-Kabel arbeiten, aber bei größeren Umweltanwendungen wird er von Kabel zu Kabel wechseln können, um ein größeres Gebiet abzudecken.

„Das aufregendste Ziel, das wir mit SlothBot demonstrieren werden, ist die Verbindung von Robotik und Technologie mit dem Naturschutz“, sagte Emily Coffey, Vizepräsidentin für Naturschutz und Forschung im Botanischen Garten. „Wir forschen zum Schutz bedrohter Pflanzen und Ökosysteme auf der ganzen Welt, und SlothBot wird uns helfen, neue und aufregende Wege zu finden, um unsere Forschungs- und Schutzziele voranzubringen“. Dann ergänzt sie: „SlothBot könnte einen Teil unserer Forschung aus der Ferne durchführen und uns helfen zu verstehen, was mit Bestäubern, Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren und anderen Phänomenen geschieht, die sonst schwer zu beobachten sind.“ Angesichts des rapiden Verlusts der biologischen Vielfalt und der Tatsache, dass mehr als ein Viertel der Pflanzen weltweit möglicherweise vom Aussterben bedroht seien, biete SlothBot eine weitere Möglichkeit, auf die Erhaltung dieser Arten hinzuarbeiten, betont sie nicht ohne Stolz.