Abschlussbericht des COMMI-Projekts

Abstract

Das "Computational Models of Multisensory Integration of the upper limbs in Humanoids and Amputees" (COMMI) Projekt war eine gemeinsame Forschungsinitiative zwischen der Technischen Universität München (TUM) und der Johns Hopkins University (JHU). Gefördert durch das BMBF verfolgte das Projekt das übergeordnete Ziel, biologisch inspirierte rechnergestützte Modelle und Technologien zu entwickeln, die es humanoiden Robotern und Prothesensystemen ermöglichen, multiple sensorische Eingaben (Berührung, Temperatur, Propriozeption) auf menschliche Weise zu integrieren. Es stellte grundlegende Fragen: "Kann ein Amputierter eine weiche, warme Hand berühren und diese kognitiv wahrnehmen? Kann eine humanoide Roboterhand ein heißes Objekt sicher greifen oder mit einem menschlichen Reflex reagieren?" Durch die Beantwortung dieser Fragen wollte COMMI die sensorische Verkörperung von robotischen und prothetischen Händen verbessern, indem humanoide Roboter mit menschlich anmutenden Schutzreflexen und Interaktionsmechanismen ausgestattet werden. Um diese Ziele zu erreichen, kombinierte COMMI die Hardwareentwicklung (sensorisierte Roboterhände) mit neuromorpher Datenverarbeitung (biologisch rezeptorbasierte Kodierung und Spiking-Neuronale Netzwerke, die menschliche sensorische Signalwege nachbilden). Dieser Bericht bietet eine umfassende Zusammenfassung der im Rahmen von COMMI durchgeführten Arbeiten. Er beschreibt die Aktivitäten und Ergebnisse jeder Projektphase, vergleicht den erzielten Fortschritt mit den ursprünglichen Zielen und erläutert die Notwendigkeit und Wirkung der durchgeführten Aufgaben. Wir dokumentieren die Verwendung der Fördermittel zur Unterstützung von Personal, Ausrüstung und Zusammenarbeit und stellen sicher, dass die Ergebnisse den im Antrag definierten Aufgaben und Zielen nachvollziehbar zugeordnet werden können. Die Verwendbarkeit und der Nutzen der Projektergebnisse werden ebenso erläutert – einschließlich der Frage, wie neue Technologien und Erkenntnisse einen natürlicheren Einsatz von Prothesen und sicherere humanoide Roboter ermöglichen. Darüber hinaus werden konkrete Verwertungsstrategien (z. B. Veröffentlichung der Ergebnisse, zukünftige Anwendungen in der Neuroprothetik) und deren Aktualisierungen vorgestellt. Abschließend verortet der Bericht die Beiträge von COMMI im Kontext anderer aktueller Fortschritte in diesem Bereich, verweist auf relevante Drittentwicklungen und listet die aus dem Projekt hervorgegangenen wissenschaftlichen Publikationen auf.