Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Standort Stuttgart

Computersehen und künstliche Intelligenz verleihen Maschinen einen Tastsinn

Das Max Planck Queensland Centre wird extrazelluläre Matrizen und ihre Bedeutung für Medizin, Ökologie und Technik erforschen

Damit Maschinen Menschen künftig bei einer Therapie oder im Alltag unterstützen können, müssen sie ihr Gegenüber ertasten und behutsam anfassen können. Die dafür nötige Technik entwickeln Katherine J. Kuchenbecker und ihr Team am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart. Die Forschenden testen auch bereits feinfühlige Roboter für erste Anwendungen

Geckos inspirieren technische Entwicklungen: Die faszinierende Flug- und Landefähigkeit der Tiere im Regenwald könnte zukünftig die Fortbewegung von Robotern verbessern

Aus Magnonen bestehendes periodisches Raum-Zeit Muster entsteht bei Raumtemperatur

Sie gelten nicht als Sympathieträger der Meere, doch in puncto Unterwasserantrieb setzen sie Maßstäbe: Nicht zuletzt weil Quallen besonders effizient schwimmen, hat ein Team des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart einen Roboter nach dem Vorbild der Nesseltiere konstruiert. Jellyfish-Bots könnten in Zukunft helfen, besonders empfindliche Ökosysteme wie Korallenriffe von Plastikmüll zu befreien.

Gehen und laufen, ohne zu stolpern, das ist für zweibeinige Roboter vor allem in unebenem Gelände noch immer eine Herausforderung. Künftig könnte es ihnen jedoch leichter fallen: Ein Team um Alexander Badri-Spröwitz, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, hat einen Laufroboter konstruiert, der von Laufvögeln inspiriert ist. In Zukunft könnten solche Maschinen auf Baustellen, in der Landwirtschaft oder auch bei Missionen der Raumfahrt zum Einsatz kommen.

Um zukünftig Menschen bei einer Therapie oder im Alltag unterstützen zu können, müssen Maschinen fähig sein, ihr Gegenüber zu ertasten und behutsam anzufassen. Die dafür notwendige Technik entwickeln Katherine J. Kuchenbecker und ihr Team am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart. Die Forschenden testen bereits auch feinfühlige Roboter für erste Anwendungen.

Winzige Teilchen mithilfe von Ultraschall zu manipulieren oder gar zu beliebigen Mustern zu arrangieren, das gelingt mit der Methode der akustischen Holografie. Forscher um Peer Fischer vom Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme haben diese Technik erfunden. Nun arbeiten die Physiker schon an deren Anwendung in der Medizin.

So manche medizinische Behandlung wäre effizienter, wenn Medikamente mit einem winzigen Roboter direkt zum Krankheitsherd transportiert werden könnten. Peer Fischer und seine Mitarbeiter am Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme entwickeln Mikro- und Nanoschwimmer, die dies eines Tages ermöglichen sollen.

Um den Tastsinn von Robotern zu verbessern, entwickelten Forschende des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme einen Sensor, der einem Daumen gleicht und im Inneren mit einer Kamera ausgestattet ist. Das Team trainierte ein tiefes neuronales Netz, um aus den Kamerabildern Informationen abzuleiten, wo und wie stark der Sensor berührt wird. Aus den beobachteten Verformungen der flexiblen Außenhülle des Sensors generierte das neuronale Netz ein dreidimensionales Abbild der Kräfte, die auf den Daumen einwirken. Die Erfindung kommt dem Tastsinn unserer Haut einen wesentlichen Schritt näher, funktioniert allerdings ganz anders. 

Die beeindruckenden Fortbewegungs- und Manipulationsfähigkeiten von Spinnen haben schon so manch einen Robotiker inspiriert, Maschinen zu bauen, die diesen faszinierenden Tieren nachempfunden sind. Ein Wissenschaftler-Team des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart und der University of Colorado Boulder hat nun Gelenke entwickelt, denen Spinnenbeine Modell standen. Sie bauten daraus leichte und filigrane Roboter, die die Messlatte im Bereich der bioinspirierten Robotik ein ganzes Stück höher hängt. 

Am Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart entwickeln wir einen Roboter, der wie eine Qualle aussieht und sich auch so bewegt: den "Jellyfishbot". Der nicht kabelgebundene Roboter verfügt wie sein natürliches Vorbild über eine schirmförmige Glocke und nachziehende Tentakel. Die Forschungsarbeit birgt großes Potenzial, sowohl die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Ökosysteme der Ozeane zu untersuchen als auch die Behandlung von Krebs zu revolutionieren.

Uns Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart ist es erstmals gelungen, speziell beschichtete Nanopropeller durch das engmaschige Gewebe des Glaskörpers eines Auges zu steuern. Unser Forscherteam ist damit dem Ziel einige Schritte nähergekommen, Nanoroboter als minimal-invasive Werkzeugen zu nutzen: eines Tages sollen sie Medikamente genau dorthin transportieren können, wo sie gebraucht werden – ohne einen größeren operativen Eingriff vornehmen zu müssen.

Mikroroboter, die einem Patienten zur Hilfe eilen – eine durchaus realistische Vision. Künftig könnten Roboter der Größe einer einzelnen Zelle zuvor unzugängliche Körperbereiche erreichen. Jedoch ist deren Herstellung herausfordernd: Ist es möglich, solch ein autonomes, intelligentes System zu konstruieren, das selbst entscheidet, wann es wo im Körper aktiv wird, und dabei kleiner als ein Millimeter ist? Ein medizinischer Eingriff mittels eines Mikroroboters wäre der Inbegriff einer minimalinvasiven Behandlung. Er wäre, ohne dem Patienten zu schaden, beliebig wiederholbar – eine Revolution.