Ein Forschungsteam der Queen Mary University of London hat herausgefunden, dass Menschen wie einige Tiere die Fähigkeit haben können, aus der Ferne zu berühren, obwohl sie nicht über die dafür notwendigen Sinnesorgane verfügen. Menschliche Hände sind so empfindlich, dass mechanische Reflexionen im Sand zumindest erkennbar sind.
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Manche Tiere, wie zum Beispiel Küstenstrandläufer und Regenpfeifer, können ihre Beute im Sand aufspüren, ohne sie zu sehen oder zu berühren. Mithilfe von Sensoren in ihren Schnäbeln erfassen sie subtile mechanische Bewegungen über Druckänderungen im Sand, die über das Medium übertragen werden.
Die Wissenschaftler der Queen Mary University of London wollten herausfinden, ob Menschen grundsätzlich über ähnliche Fähigkeiten zur Berührung über große Entfernungen verfügen. Ihre Ergebnisse hielten sie in der Studie „Exploring Tactile Perception for Object Localization in Granular Media: A Human and Robotic Study“ fest, die auf der IEEE International Conference on Development and Learning (ICDL) veröffentlicht wurde.
Empfindliche Hände
Dazu ließen die Forscher Probanden im Sand vergrabene Würfel nur mit den Fingerspitzen lokalisieren, bevor sie sie physisch berührten. Dabei zeigte sich, dass menschliche Hände äußerst empfindlich sind und winzige Bewegungen rund um die vergrabenen Würfel erkennen können. Mechanische Reflexionen in Sand oder anderem körnigen Material können erkannt werden, sofern es sich um einen Gegenstand mit stabilen Oberflächen handelt.
In einem anderen Versuchsaufbau verglichen die Forscher menschliche Fähigkeiten mit der Leistung eines taktilen Robotersensors, der mit einem Long Short-Term Memory-Algorithmus (LSTM) trainiert worden war. Ein UR5-Roboterarm bewegte den Sensor durch den Sand, um vergrabene Würfel vor dem physischen Kontakt zu erkennen. Im Vergleich zu menschlichen Händen schnitt der Robotersensor deutlich schlechter ab. Es erreichte lediglich eine Erkennungsgenauigkeit von 40 Prozent. Der Mensch hingegen erreichte eine Genauigkeit von 70,7 Prozent.
Aus diesen Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass Menschen Objekte im Sand wahrnehmen können, ohne sie berühren zu müssen, auch wenn sie nicht über speziell entwickelte biologische Sensoren verfügen. Bisher sind diese menschlichen Fähigkeiten nicht dokumentiert.
Die Forscher glauben, dass diese Erkenntnisse auch die taktile Sensorik für Roboter verbessern können, indem sie die menschliche Wahrnehmung nachahmen. Robotersysteme könnten Sondierungen und archäologische Ausgrabungen bei schlechten Sichtverhältnissen durchführen und bei Suchmissionen in sandigen Böden wie Meeresböden eingesetzt werden.
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(olb)