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Roboterhand: „Eiskaltes Händchen“ läuft und interagiert mit Umgebung
Die Roboterhand der ETH Zürich erinnert an das "Eiskalte Händchen" der Addams Family: Sie kann laufen und mit Objekten interagieren.
(Bild: Soft Robotics Lab / ETH Zürich / Screenshot)
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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.
Wissenschaftler der Eidgenössisch Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben eine autonome Roboterhand entwickelt, die laufen und mit ihrer Umgebung interagieren kann. Die Hand ist an einer menschlichen Hand orientiert, verfügt also über unterschiedlich lange Finger. Die Herausforderung war, der Hand das Laufen beizubringen, ohne dass sie umkippt.
Die Roboterhand des Soft Robotic Labs der ETH Zürich erinnert an das „Eiskalte Händchen“ aus dem Film „The Addams Family“. Dort lief eine abgetrennte menschliche Hand durchs Haus der Addams Familiy, um etwa Botengänge zu erledigen.
Die Roboterhand der ETH Zürich ist an dieser Idee angelehnt. Ihr Aufbau gleicht dem einer menschlichen Hand mit fünf Fingern, die in ihrer Länge entsprechend unterschiedlich sind, wie aus der Studie „Fingers as Legs: Learning Self-Supported Locomotion and Manipulation with an Anthropomorphic Hand“ hervorgeht, die auf Arxiv im Preprint erschienen ist.
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Genau das stellte sich allerdings als Problem heraus. Die Hand konnte sich mit unterschiedlich langen Fingern als Beine nur eingeschränkt fortbewegen, da sie umkippte. Bei einem ähnlichen Projekt der schweizerischen École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) wurde das durch symmetrische, gleich lange Finger gelöst. Die Forscher der ETH Zürich wollten jedoch eine menschenähnlichere Roboterhand zum Laufen bringen. Denn die Hand soll zusätzlich mit Alltagsgegenständen umgehen können. Dafür ist es von Vorteil, wenn die Finger unterschiedlich lang sind.
Die Hand rüsteten die Wissenschaftler mit einem Mikrocomputer, Bewegungssensoren und einer Batterie aus. Mittels Reinforcement Learning (RL) brachten sie der Hand in Computersimulationen bei, sich laufend fortzubewegen, ohne das Gleichgewicht zu verlieren und umzukippen. In der Praxis konnte die Hand über 14 verschiedene Untergründe in Innen- und Außenbereichen kriechen. Dabei lief sie auf Teppichboden, Kies, Gras und über Metallgitter. Die Hand kann sich, falls sie auf die Seite fallen sollte, selbstständig wieder aufrichten.