de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Ultraschall-Armband entwickelt, das Handbewegungen verfolgt und Roboter drahtlos steuern kann. Diese Technologie könnte die Mensch-Maschine-Interaktion grundlegend verändern.
Das Armband kombiniert miniaturisierte Ultraschallsensoren mit künstlicher Intelligenz und wandelt Bewegungen der Sehnen und Muskeln im Handgelenk in digitale Befehle um. Gengxi Lu, ehemaliger Postdoktorand am MIT und einer der Hauptautoren der Studie, erklärte, dass die Sehnen und Muskeln des Handgelenks wie die Fäden einer Marionette wirken, während die Finger die Marionette darstellen. Durch die Erfassung von Bildern des Muskelzustands könne der Zustand der Hand ermittelt werden.
Das Team unter der Leitung von Xuanhe Zhao, Professor für Maschinenbau am MIT, entwickelte das Armband gemeinsam mit Kollegen des MIT und der University of Southern California. Das Armband ist mit miniaturisierten medizinischen Ultraschallsonden in Form von „Pflastern" ausgestattet, die mit einem Hydrogel kombiniert werden, das sicher auf der Haut haftet. Wenn der Benutzer seine Hand bewegt, erzeugt das Gerät Ultraschallbilder der Muskeln, Sehnen und Bänder des Handgelenks. Diese werden von einem KI-Algorithmus verarbeitet und kontinuierlich in die entsprechenden Positionen der fünf Finger und der Handfläche umgewandelt.
In einer Demonstration konnte der Träger des Armbands einen Roboterarm drahtlos steuern, sodass dieser synchron Gesten oder Zeigebewegungen ausführte, Klavierstücke spielte oder Körbe warf. Benutzer konnten durch Zusammenführen der Finger auch virtuelle Objekte auf einem Computerbildschirm vergrößern oder verkleinern. Die Forscher planen, die Hardware weiter zu verkleinern und die KI-Software mit Bewegungsdaten von mehr Freiwilligen zu trainieren, um verschiedene Handformen und ein breiteres Spektrum an Bewegungsmustern abzudecken.
Das Team arbeitet daran, einen großen Datensatz von Handbewegungen zu erstellen, um humanoide Roboter für komplexe Aufgaben wie chirurgische Eingriffe zu trainieren. Das Armband könnte in Zukunft auch für die Steuerung von Objekten in virtuellen Umgebungen wie Design oder Videospielen eingesetzt werden und so ein immersiveres Erlebnis bieten. Ziel des Teams ist es, einen hochpräzisen, tragbaren Hand-Tracker zu entwickeln, der humanoide Roboter oder virtuelle Objekte in Echtzeit drahtlos steuern kann. Zhao bezeichnete dies als die fortschrittlichste Methode zur Verfolgung geschickter Handbewegungen durch tragbare Bildgebung des Handgelenks.
Die menschliche Hand koordiniert 34 Muskeln, 27 Gelenke und über 100 Sehnen und Bänder und ist äußerst geschickt. Bisher war es der Robotik schwergefallen, diese Geschicklichkeit nachzuahmen. Die Innovation des MIT bietet eine praktische Lösung. Die Technologie ist auch für die Entwicklung nicht-invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen von großer Bedeutung, da das Armband außerhalb des Körpers arbeitet, sicherer und leichter zugänglich ist. Von der medizinischen Rehabilitation bis zur Steuerung von Industrierobotern ist das Anwendungsspektrum des Armbands breit und könnte die Grundlage für eine neue Generation tragbarer Geräte schaffen. Das Team wird sich in Zukunft darauf konzentrieren, mehr Daten von Teilnehmern zu sammeln und den KI-Algorithmus zu optimieren, um sich an unterschiedliche Handformen und -größen anzupassen.
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