Autonome Roboter fürs Weltall und für Produktionshallen

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Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (GmbH)

Roboter soll aus menschlichem Verhalten lernen

„Die Roboter sollen Fähigkeiten entwickeln, die es den Systemen grundsätzlich ermöglichen, komplexe Montagearbeiten wie Greifen, Halten und Stecken von vorgefertigten Komponenten autonom oder zusammen mit dem Menschen durchzuführen“, erklärt Projektleiterin Dr. Elsa Kirchner. „Eine direkte Kooperation zwischen Mensch und Maschine ermöglicht eine effektive Lösung und Umsetzung von Aufgaben, da die Stärken der Beteiligten die Schwächen ausgleichen.“

Voraussetzung dafür, dass der Roboter sein Verhalten vor Ort schnell anpassen kann, ist eine einfach bedienbare Steuerungssoftware. So können z.B. unvorhergesehene Montageleistungen, etwa nicht eingeplante Reparaturen wie ein Radwechsel, statt von dem Roboter alleine auch zusammen mit dem Menschen durchgeführt werden. Im Szenario sollen ein Mensch und ein humanoider Roboter zusammen mit möglicher Unterstützung durch einen weiteren Astronauten über Teleoperation eine Montageleistung erbringen, von der Teilaufgaben vom Roboter autonom, Teilaufgaben von Mensch und Roboter in Kooperation sowie Teilaufgaben teleoperiert durch den Menschen mit Hilfe eines Ganzkörper-Exoskeletts gelöst werden.

Zudem kann das Verhalten des Roboters sowohl über ein einfaches Interface als auch durch Lernen aus der Beobachtung des menschlichen Verhaltens spontan und einfach angepasst werden. Ein ebenso wichtiger Baustein ist der Einsatz von Technologien, die der Vermittlung von Intentionen dienen, sowohl der des Roboters als auch der des Menschen. Für die Intentionserkennung beim Menschen werden multimodale physiologische Daten genutzt. Die Intention des Roboters wird leicht verständlich vermittelt und dient u.a. der Akzeptanz sich autonom verhaltender Systeme.

Roboter sollen auch in Produktionshallen eingesetzt werden

Neben der Umsetzung des extraterrestrischen Kooperationsszenarios zielt das Projekt auf den Transfer der im Projekt entwickelten Technologien in terrestrische Anwendungen, konkret in die industrielle Fertigung und Produktion. „Wir wollen die Schlüsseltechnologie Robotik nicht nur für die Raumfahrt zu nutzen, sondern auch in industrielle Anwendungen umsetzen“, erklärt Frank Kirchner, Leiter der Arbeitsgruppe Robotik und Professor an der Universität Bremen. „Aufgrund ihrer Robustheit und Automation verfügen robotische Raumfahrtsysteme über ein hohes Transferpotential, sie funktionieren eigenständig sowie ohne Wartung über lange Zeiträume und Entfernungen hinweg.“

Zu diesem Zweck entwickeln die Projektpartner unter Federführung von Siemens und auf Basis der im Projekt erarbeiteten Lösungen eine hochflexible und kooperative Montagezelle zur Fertigung komplexer Baugruppen, etwa von kompakten mechanischen oder elektromechanischen Geräten, die nach heutigem Stand durch rein manuelle Arbeit erfolgen würde. Die Zelle soll in der Lage sein, abstrakte Aufgabenspezifikationen autonom und ohne die Notwendigkeit einer detaillierten Programmierung in Zusammenarbeit mit einem menschlichen Werker umsetzen zu können.

Die Kooperation zwischen dem Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH, der Universität Bremen und der Siemens AG wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit rund 7,9 Millionen Euro (DFKI-Anteil: rund 4,7 Millionen Euro) gefördert.

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