ETH Zürich: Roboterhand lernt Laufen auf den Fingerspitzen

Forscher der ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) haben eine Roboterhand entwickelt, die sich eigenständig auf ihren Fingerspitzen fortbewegen kann. Die Entwicklung kombiniert fortschrittliche Robotik und maschinelles Lernen, um der Maschine die Navigation in anspruchsvollen Umgebungen zu ermöglichen.

Die Roboterhand ist eine Modifikation einer handelsüblichen humanoiden Roboterhand mit fünf Fingern, von denen jeder vier Gelenke besitzt. Das Gerät ist mit einem Akku, einem onboard Computer auf Raspberry Pi-Basis und Bewegungssensoren ausgestattet, was einen vollständig autonomen Betrieb ermöglicht. Das Gesamtgewicht der Einheit beträgt 818 Gramm.

Das Training zum Laufen erfolgte mittels Reinforcement Learning auf der Simulationsplattform NVIDIA Isaac Lab. Das neuronale Netz musste eigenständig lernen, wann welcher Finger angehoben und gesenkt werden muss, um das Gleichgewicht zu halten und vorwärts zu kommen. In Tests bewegte sich die Hand erfolgreich auf 14 verschiedenen Innen- und Außenflächen, darunter Asphalt, Fliesen, Gras und Schotter. Sie richtete sich in 21 von 25 Fällen nach einem Sturz auch wieder eigenständig auf.

Über die Fortbewegung hinaus behält die Roboterhand ihre Fähigkeit, Standardaufgaben einer Hand auszuführen. Sie zeigte eine präzise Tastatureingabe mit 90 % Erfolgsquote und absolvierte erfolgreich ein Level des Puzzlespiels Sokoban, bei dem sie kleine Blöcke mit Millimeterpräzision zu vorgegebenen Zielen bewegte.

Die Forscher sehen potenzielle Anwendungsbereiche für die Roboterhand in engen Räumen, die für größere Roboter unzugänglich sind. Die Fähigkeit der Hand zur Fortbewegung und Bedienung könnte bei Aufgaben helfen, die den Zugang zu schwer erreichbaren Orten erfordern. Weitere Forschung und Entwicklung sind jedoch notwendig, um diese praktischen Anwendungen zu validieren.