Berührungssensibler Roboter Soziale Berührung zwischen Mensch und Roboter

Sensoren am Arm einer Schaufensterpuppe.
Sensoren am Arm einer Schaufensterpuppe.

Ein Klopfer auf die Schulter, ein Händedruck oder eine Umarmung – bei sozialen Interaktionen sind Berührungen ein wichtiges Element. Sollen Roboter in unserer Gesellschaft eingesetzt werden, müssen sie also mit sozialen Berührungen umgehen können – das Ziel der deutschen Forscherin Merel Jung.

Schon längst arbeiten Roboter nicht mehr ausschließlich in kontrollierten Fertigungsumgebungen. Sie operieren mittlerweile auch immer häufiger mitten in der Gesellschaft. Es ist also wichtig, dass auch Roboter mit sozialen Berührungen umgehen und sie verarbeiten können. Die Forscherin Merel Jung forscht am CTIT-Institut der University of Twente (UT) zum Thema soziale Berührungen bei Robotern. Mithilfe eines vergleichsweise einfachen Systems gelang es ihr, 60 Prozent der Berührungen zu erkennen. Das System besteht aus dem Arm einer Schaufensterpuppe und Drucksensoren, die an einem Computer angeschlossen sind.

Ein bekanntes Beispiel für einen sozialen Roboter ist »Paro«, ein Seehund-Roboter, der in Pflegeheimen eingesetzt wird, um Demenzpatienten zu beruhigen oder um sie zu Reaktionen zu animieren. Es ist allerdings noch ein weiter Weg bis zu zu Robotern, die genau wie Menschen verschiedene Arten sozialer Berührungen erkennen, interpretieren und entsprechend darauf reagieren können. Das Forschungsfeld ist kaum bekannt, allerdings ist das wissenschaftliche Gebiet vielversprechend. Zum Beispiel könnten Roboter dabei helfen, das soziale Leben autistischer Kinder zu stimulieren. Ein anderes Beispiel sind Roboter, mit deren Hilfe Medizinstudenten praxisnah Behandlungssituationen trainieren können.

Aus dem Grund erforscht Merel Jung an der University of Twente die sozialen Berührungen zwischen Menschen und Robotern. Um einen Roboter auf die richtige Weise auf Berührungen reagieren lassen zu können, unterteilt sie den Vorgang in vier verschiedene Stufen. Zunächst muss der Roboter die Berührung wahrnehmen, erkennen und interpretieren, um anschließend angemessen reagieren zu können. Aktuell richtet Jung ihre Forschung vor allem auf die ersten beiden Phasen: Wahrnehmen und Erkennen. Mit dem Arm einer Schaufensterpuppe mit 64 darauf angebrachten Drucksensoren gelang es ihr, 60 Prozent von rund 8.000 Berührungen unterscheiden lassen zu können. Die Berührungen waren dabei auf 14 verschiedenen Berührungsformen und in drei Intensitäten verteilt.

Ein eindrucksvolles Ergebnis, wenn bedacht wird, dass jede Form eines sozialen Kontextes fehlte und verschiedene Berührungen einander stark ähneln. Beispiele sind der Unterschied zwischen Greifen und Kneifen und zwischen intensivem Streicheln und sanftem Reiben. Hinzu kommt, dass die Probanden, die den Arm der Schaufensterpuppe berühren mussten, keine Anweisungen zur Ausführung der Berührung des Puppenarms erhielten. Zudem konnte das Computersystem die Berührungen individueller Personen nicht »trainieren«.

Unter vergleichbaren Umständen wäre es selbst für Menschen schwierig, alle Berührungen zu erkennen. In einem Folgeversuch, mit dem Jung aktuell beschäftigt ist, erforscht sie, wie Roboter Berührungen im sozialen Kontext interpretieren können. Erwartet wird, dass der Roboter durch die Interpretation des Kontextes besser dazu in der Lage sein wird, auf angemessene Art und Weise auf Berührung zu reagieren und der berührungssensible Roboter damit ein weiteres Stückchen näher rückt.

Die Forschungsarbeit wurde im Journal on Mulimodal User Interfaces veröffentlicht. Ausgeführt wurde die Forschung von Merel Jung, Mannes Poel und Dirk Heylen von der Fachgruppe Human Media Interaction des UT-Forschungsinstituts CTIT, der University of Twente sowie von Ronlad Poppe von der Universität Utrecht. Das Projekt wurde aus Mitteln des nationalen niederländischen IT-Förderprogramms COMMIT mitfinanziert.