Robotischer Suchhelfer: US-Forscher haben einen Roboterarm entwickelt, der selbst verborgene Objekte aufspüren und greifen kann. Möglich wird dies durch eine Kombination der RFID-Technologie und einer Kamera. Der RFusion getaufte Roboterarm könnte später einmal Menschen im Haushalt unterstützen oder in Fabriken arbeiten. Im Moment ist er aber noch etwas zu langsam.
Der Bus kommt in einer Minute und der Schlüssel ist immer noch verschwunden. Auch in der dritten Ecke und unter dem vierten Wäschehaufen findet sich keine Spur. In dieser Situation wünscht man sich nichts sehnlicher als eine magische Hand, die den Schlüssel unter dem richtigen Berg hervorholt und ihn einem in die Hand drückt. Dieser Traum könnte bald Wirklichkeit werden.
RFID-Technologie als Grundlage
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) um Tara Boroushaki haben den Roboterarm „RFusion“ entwickelt, der durch die Kombination aus Radiowellen-Identifikation (RFID) und einer Kamera auch Objekte aufspüren und greifen kann, die nicht direkt sichtbar sind. Unter RFID-Chips versteht man winzige Etiketten-ähnliche Transponder, die keine eigene Batterie benötigen. Sie sind teilweise nicht größer als ein Reiskorn und können auf Anfrage Informationen über den Gegenstand, an dem sie befestigt sind, per Radiowelle preisgeben.
Die Anfrage kommt in diesem Fall von einer Radiowellen-Antenne, die am Roboterarm befestigt ist. Der RFID-Chip am gesuchten Gegenstand antwortet auf diese und gibt dem RFusion eine grobe Idee, wo sich das Objekt befindet. Nun wertet der Roboter seine Kamera aus, um den Suchbereich weiter einzugrenzen. So kann er Areale, in denen offensichtlich keine Gegenstände liegen, direkt ausschließen.
Die genaue Position des gesuchten Objekts bestimmt der Roboter dann, indem er weitere Radiosignale aus verschiedenen Winkeln sendet. Hat er das gesuchte Objekt lokalisiert, prüft er über die Kamera, ob andere Dinge im Weg liegen. Falls ja, werden diese erst beiseite geräumt. Wenn der Greifarm das Gefühl hat, das Richtige in der Hand zu halten, prüft er dies mit einer letzten RFID-Abfrage und übergibt es dann den Forschern.
Erfolgsquote von 96 Prozent
Für den Sucherfolg des Roboters ist die Kombination der beiden Technologien entscheidend. „Wenn man sich nur auf die Radio-Messungen oder die Kamera verlässt, kann es zu Fehlern kommen. Durch die Kombination korrigieren sie sich gegenseitig. Das macht das System sehr verlässlich“, erklärt Boroushaki. Die Erfolgsquote des RFusion lag dadurch bei rund 96 Prozent.
Ein weiterer Vorteil des Roboters ist, dass er sehr flexibel einsetzbar ist. Er benötigt im Gegensatz zu anderen RFID-Suchsystemen keine präparierten Möbel oder Orientierungshilfen. Zusätzlich verrät er nicht nur, wo sich das gesuchte Objekt befindet, sondern bringt es auch.
Flexibel und erfolgreich – aber langsam
In Tests am MIT konnte der RFusion erfolgreich Schlüssel und TV-Fernbedienungen aufspüren, die unter anderen Gegenständen versteckt waren. Wenn es nach den Forschern geht, soll er in naher Zukunft hauptsächlich in Fabriken und Warenhäusern eingesetzt werden. Dafür ist der robotische Helfer allerdings noch nicht schnell genug.
Die Wissenschaftler wollen die Methodik des Roboterarms durch maschinelles Lernen weiterentwickeln. So soll er nicht jedes Mal erst die genaue Position des Gegenstandes festlegen, sondern durch Ausprobieren ein Gefühl dafür bekommen, wo sich das gesuchte Objekt wahrscheinlich befindet. „Wir lassen ihn teilweise Fehler machen und bestrafen oder loben den Algorithmus anschließend,“ sagt Boroushaki.
Zu abgehackte Bewegungen
Bis der Roboterarm in der Industrie oder möglicherweise Smart Homes eingesetzt werden kann, muss er aber noch deutlich effizienter werden. Die Forscher wollen im nächsten Schritt erreichen, dass sich der Arm schneller und flüssiger bewegt. Im Moment würde man auch mit dem RFusion als Helfer bei der Schlüsselsuche noch den Bus verpassen.
Quelle: Massachusetts Institute of Technology (MIT)
