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Wie lässt sich Gebärdensprache mit einer Roboterhand übersetzen?
Tom Bernhardt hat eine Roboterhand entwickelt, die Gebärdensprache mit einer Roboterhand übersetzt und damit den Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ gewonnen.
Tom Bernhardt ist 15 Jahre, er geht in die 10. Klasse der Albert-Schweitzer-Schule in Kassel. Mit seiner selbst entwickelten Roboterhand, die das gesprochene Wort in das Gebärdenalphabet übersetzt, hat er Anfang Juni den Sonderpreis „Robotik“ des „Jugend forscht“-Wettbewerbes gewonnen. Wir haben mit ihm über seine Motivation gesprochen und wie er bei seinem Vorhaben vorgegangen ist.
Tom, bitte erkläre uns doch mal kurz, wie Deine Roboterhand funktioniert?
Die Roboterhand ist mit einem Mikrofon verbunden. Man spricht in dieses Mikro und das Gesprochene wird über eine Software, die ich selbst geschrieben habe, in das Gebärdenalphabet übersetzt. Die Hand führt die Gesten anschließend mechanisch nacheinander aus.
Wie bist Du auf die Idee gekommen, die Roboterhand zu entwickeln?
Ich habe schon früher Roboterhände gebaut, die selbst navigieren können. Die Gebärdensprache ist mir an verschiedenen Stellen im Leben aufgefallen, beispielsweise im Fernsehen und auch bei einer Veranstaltung. Sie hat rund 18.000 Gebärden, Gebärdensprache als Ganzes mit einem Roboter darzustellen, wäre zu komplex. Das Gebärdenalphabet hat nur 30 Gesten, daher habe ich mich dafür entschieden, denn diese 30 Gesten lassen sich mit einer Hand darstellen.
Wie lange hat es gedauert, die Hand zu entwickeln?
Insgesamt waren das rund 15 Monate. Alleine für die Entwicklung habe ich etwa acht bis neun Monate gebraucht. Dann kam noch die Umsetzung dazu. Die Software habe ich zu Hause programmiert. Die Hand habe ich größtenteils im Schülerforschungszentrum Nordhessen, das direkt neben meiner Schule liegt, gebaut
Wie bist Du dabei vorgegangen? Was war die größte Herausforderung?
Am Anfang habe ich die Computerhand in einem CAD-Programm designt und mir überlegt, welche Motoren ich benötige, um die einzelnen Gesten darzustellen. Ich habe mit dem Zeigefinger angefangen und mit einem 3D-Drucker einen Finger-Prototyp gedruckt. Die Finger unterscheiden sich nicht in der Mechanik, nur in der Länge, daher konnte ich sie leicht anpassen. Der Daumen ist ein Sonderfall. Dieser hat ein Kugelgelenk, dessen Mechanik ich neu entwickeln musste. Ich habe einen ersten Prototyp der Hand gebaut, der allerdings noch ein paar Stabilitätsprobleme hatte. Diese habe ich gelöst, indem ich Querverstrebungen eingebaut habe. Anschließend musste ich die einzelnen Finger verkabeln, um sie ansteuern zu können. Insgesamt sind in der Roboterhand 15 Roboter verbaut. Ich habe so lange getüftelt, bis alle Bewegungsabläufe gestimmt haben.
Tom Bernhardt hat sich zunächst mit zehn weiteren taltentierten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Hessen für den 59. Bundeswettbewerb von Jugend forscht qualifiziert. Für den Gewinn des Landeswettbewerbes von Jugend forscht hat der Bundesverband der Hörsysteme-Industrie (BVHI) im März bereits einen Sonderpreis an Tom vergeben. „Gehör und Sprache sind wesentliche Dimensionen funktionierender Kommunikation – aber nicht die einzigen. Wir freuen uns daher, in diesem Jahr einen innovativen Beitrag auszeichnen zu dürfen, der eine Brücke zwischen dem gesprochenen Wort und der Gebärdensprache schlägt“, sagt Katarina Sipple, Leitung PR und Events beim BVHI. Im Juni hat sich Tom auch beim Bundeswettbewerb durchgesetzt und ist dabei auf dem ersten Platz gelandet.
Hast Du schon eine Idee, wie die Hand zur Anwendung kommen kann?
Ich kann mir vorstellen, dass man die Roboterhand nutzen kann, um das Gebärdenalphabet zu lernen. Insbesondere für kleine Kinder ist es sicher hilfreich, wenn sie sich die einzelnen Gebärden von allen Seiten anschauen können. Auch in der Schule, wo nur ein bis zwei Sätze übersetzt werden müssen, ist das mit der Roboterhand problemlos möglich. Und wenn jemand noch nicht so fit ist, kann er sich die Gesten einfach langsamer ansehen. Man kann die Geschwindigkeit der Roboterhand einstellen.
Tom, Du hast ein tolles Projekt erfolgreich umgesetzt. Vielen Dank für das nette Gespräch und viel Erfolg bei Deinen neuen Projekten!
Während Mikrofone alle Klänge erfassen, die wir hören, können unsere Ohren das gewünschte Geräusch aus vielen Stimmen herausfiltern. Davon inspiriert haben Forscher künstliche Ohren entwickelt. Warum unsere Ohren der Technik weit voraus sind, erfahren Sie in unserem Artikel über künstliche Ohren.
