Der Roboterfinger "Digger Finger", ausgestattet mit empfindlichen Berührungssensoren, soll vergrabene Landminen aufspüren und unterirdische Kabel inspizieren. Entwickelt worden ist er von einem Team um Radhen Patel, Postdoc am Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Im Laufe der Zeit sind Roboter gut darin geworden, Gegenstände zu identifizieren, solange sie an der Oberfläche sind", sagt Patel. Das Erkennen unterirdischer Objekte sei schwieriger.
Um zum Beispiel Minen aufzuspüren benötigt ein Roboter Finger, die schlank und robust sind, sodass sie sich zerstörungsfrei in den Untergrund bohren. Gleichzeitig müssen sie beweglich sein, damit sie sich befreien können, wenn sie etwa auf einen Stein stossen, der das Weiterkommen zu verhindern droht. Und sie müssen empfindlich genug sein, um die Form des gesuchten Objekts zu erkennen, so die Forscher.
In Experimenten hat sich Digger Finger durch körnige Medien wie Sand und Reis gebohrt und die Formen der eingetauchten Gegenstände, auf die er stiess, korrekt erfasst. Bisher werden Objekte, die in der Erde liegen, mit Techniken wie Bodenradar oder Ultraschall erkundet. Damit lassen sich jedoch nur verschwommene Bilder erzeugen. Es fällt beispielsweise schwer, Knochen von der Umgebung zu unterscheiden.
In früheren Arbeiten hatten die Forscher den taktilen Sensor "Gelsight" verwendet. Er bestand aus einem klaren Gel, das mit einer reflektierenden Membran bedeckt war, die sich verformte, wenn Gegenstände dagegen drückten. Hinter der Membran befanden sich drei LEDs, die unterschiedliche Farben emittierten sowie eine Kamera. Das Licht schien durch das Gel auf die Membran, während die Kamera das Reflexionsmuster der Membran sammelte. Daraus liess sich die Form exakt berechnen. Der Sensor funktionierte ausgezeichnet, war aber sperrig.
Für den Digger Finger haben die Forscher ihren Gelsight-Sensor auf zwei Arten verkleinert. Zuerst änderten sie die Form, sodass ein schlanker Zylinder mit einer abgeschrägten Spitze entstand. Dann reduzierten sie die Zahl der LEDs auf eine, die blaues Licht emittiert, und kombinierten sie mit einer fluoreszierenden Farbe. "Das hat viel Komplexität und Platz eingespart", unterstreicht Nancy Ouyang, Teammitglied und Doktorandin an der Harvard University. Das Endprodukt ist ein Finger, dessen taktile Erfassungsmembran etwa zwei Quadratzentimeter gross ist. Da er mit einer bestimmten Frequenz vibriert, kann er sich leicht in einen lockeren Untergrund bohren.
