Studie: Auch Menschen können über Fernberührungsfähigkeiten verfügen

Ein Forschungsteam der Queen Mary University of London hat herausgefunden, dass Menschen ähnlich wie einige Tiere über eine Fernberührungsfähigkeit verfügen können, obwohl sie nicht die dafür nötigen Sinnesorgane haben. Die menschlichen Hände seien so empfindlich, dass mechanische Reflexionen zumindest im Sand erkannt werden können.

Einige Tiere, wie etwa die Küstenvogelarten Strandläufer oder Regenpfeifer, können ihre Beute im Sand aufspüren, ohne sie zu sehen oder zu berühren. Sie nutzen dazu Sensoren in ihren Schnäbeln, um subtile mechanische Bewegungen über Druckveränderungen im Sand zu erkennen, die über das Medium übertragen werden.

Die Wissenschaftler der Queen Mary University of London wollten herausfinden, ob Menschen prinzipiell über ähnliche Fernberührungsfähigkeiten verfügen. Ihre Ergebnisse haben sie in der Studie „Exploring Tactile Perception for Object Localization in Granular Media: A Human and Robotic Study“ festgehalten, die in IEEE International Conference on Development and Learning (ICDL) erschienen ist.

Empfindsame Hände

Die Forscher ließen dazu Probanden in Sand vergrabene Würfel ausschließlich mit ihren Fingerkuppen aufspüren, bevor sie sie physisch berührten. Dabei ergab sich, dass die menschlichen Hände äußerst empfindsam reagieren und winzige Verschiebungen um die vergrabenen Würfel herum erkennen können. Mechanische Reflexionen im Sand oder in anderem körnigem Material können so erkannt werden, sofern es sich um ein Objekt mit stabilen Oberflächen handelt.

Die Forscher verglichen in einem weiteren Versuchsaufbau die menschlichen Fähigkeiten mit der Leistungsfähigkeit eines taktilen Robotersenors, der mit einem Long Short-Term Memory-Algorithmus (LSTM) trainiert worden war. Ein UR5-Roboterarm bewegte den Sensor durch den Sand, um so vergrabene Würfel bereits vor einer physischen Berührung aufzuspüren. Im Vergleich zu menschlichen Händen schnitt der Robotersensor deutlich schlechter ab. Er erzielte lediglich eine Erkennungsgenauigkeit von 40 Prozent. Menschen erreichten dagegen eine Genauigkeit von 70,7 Prozent.

Die Wissenschaftler folgern aus diesen Ergebnissen, dass Menschen Objekte im Sand erspüren können, ohne sie berühren zu müssen, obwohl sie über keine speziell dafür angelegte biologische Sensorik verfügen. Bisher seien diese Fähigkeiten des Menschen nicht dokumentiert gewesen.

Die Forscher sind der Ansicht, dass sich durch diese Erkenntnisse auch taktile Sensortechnik für Roboter verbessern lässt, indem die menschliche Wahrnehmungsfähigkeit imitiert wird. Robotersysteme könnten so bei schlechter Sicht Sondierungen und archäologischen Ausgrabungen vornehmen und bei Suchmissionen in sandiger Erde wie etwa auf Meeresböden eingesetzt werden.

(olb)