Wenn der Roboter das Wattestäbchen einführt
Eine besondere Mensch-Maschine-Interaktion erproben Wissenschaftler aus Deutschland und China. Sie bringen einem Roboter bei, mit einem Wattestäbchen bei Menschen Proben im Rachen zu nehmen, wie sie beim Test auf Covid-19-Erkrankungen üblich sind.
Probenentnahme am lebenden Objekt: Auf den Bildern links ist am Stuhl der künstliche Mund zu erkennen, an dem das System zuvor erprobt wurde.
Foto: TUM
Im Video sieht es aus wie eine Mutprobe. Der Proband öffnet seinen Mund. Ein Roboter leuchtet mit einem Ringlicht hinein und erfasst mit einer Kamera die Anatomie des Mundraums. Dann fährt die Maschine mit einem Wattestäbchen bis zur Gaumenmandel und streicht mit einer langsamen Bewegung über diesen Bereich. Drei Probanden lassen diese Prozedur ruhig über sich ergehen, obwohl sie die Möglichkeit haben, ihren Kopf zurückzuziehen. So oder so ähnlich könnte künftig der Test von Personen mit ansteckenden Krankheiten erfolgen, um das medizinische Personal vor Infektionen zu schützen.
Entwickelt wird die Lösung von einem internationalen Forscherteam von der Chinese University of Hong Kong, dem Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society sowie der Technischen Universität München. Vor dem Test am lebenden Objekt haben die Wissenschaftler Versuche an einem künstlichen Kopf durchgeführt.
„Die größte Herausforderung ist die unregelmäßige Form und Größe des Mundes“, heißt es von den Forschenden. Da die Probenahme im Bereich der Gaumenmandel stattfindet, sei es aufgrund der Stellung der Zähne in Ober- und Unterkiefer schwierig, diese zu erkennen und zu lokalisieren. „In unseren Experimenten haben wir viele Probanden beprobt, aber einige von ihnen haben einen kleinen Mund oder können ihren Mund nicht sehr weit öffnen – was die Erfolgsquote der Probenahme erheblich beeinträchtigt“, antworteten die TUM-Forscher Professor Alois Knoll und Yingbai Hu auf Anfrage von VDI nachrichten.
Technische Details zur Bildverarbeitung und Steuerung des Roboters stellen sie unter dem Titel „Design and Control of a Highly Redundant Rigid-flexible Coupling Robot to Assist the COVID-19 Oropharyngeal-Swab Sampling“ in den „IEEE Robotics and Automation Letters“ vor.
