Künstliche Intelligenz

Schwebender Roboter soll auf der ISS assistieren

| Redakteur: Katharina Juschkat

Der schwebende Roboter Cimon redet, hört und sieht und soll bald schon auf der ISS der erste Assistent mit künstlicher Intelligenz werden.
Der schwebende Roboter Cimon redet, hört und sieht und soll bald schon auf der ISS der erste Assistent mit künstlicher Intelligenz werden. (Bild: DLR/T.Bourry/ESA)

Er sieht aus wie ein schwebender Kopf und soll ab diesem Sommer die Crew der ISS unterstützen – Cimon ist ein 3D-gedruckter Roboter, der als erste Künstliche Intelligenz auf der ISS eingesetzt werden soll.

Cimon kann sehen, hören, verstehen, sprechen – und fliegen. Er ist rund, hat einen Durchmesser von 32 cm und wiegt 5 kg. Sein robotisches Vorbild ist Professor Simon Wright, das „fliegende Gehirn“ mit Sensoren, Kameras und einem Sprachprozessor aus der 80er-Jahre-Serie „Captain Future“. Der Name Cimon steht für „Crew Interactive MObile CompanioN“. Jetzt könnte der fliegende Roboter bald schon ein realer astronautischer Flugbegleiter werden, denn Cimon soll ab diesem Sommer neuer Mitbewohner auf der Internationalen Raumstation ISS werden. Dort soll er als Technologie-Experiment die Zusammenarbeit von Menschen und intelligenten Maschinen an Bord der ISS demonstrieren.

Ein Display als Gesicht und Kameras als Augen

Cimons Struktur wurde komplett in einem 3D-Verfahren gedruckt und besteht aus Metall und Kunststoff. Sein „Gesicht“ ist ein Display und soll sich schwebend etwa in Augenhöhe der Astronauten bewegen. Er kann Informationen, Anleitungen zu wissenschaftlichen Experimenten und Reparaturen darstellen und erklären. Seine Augen sind zwei Kameras, zur Gesichtserkennung ist eine weitere Kamera eingebaut. Zwei Seitenkameras dienen der Videodokumentation und könnten auch für weitere computergenerierte Zusatzfunktionen wie Augmented Reality genutzt werden.

Ultraschall-Sensoren messen Abstände zur Kollisions-Erkennung. Als Ohren fungieren sieben Mikrofone zur Richtungserkennung plus ein Richt-Mikrofon für eine gute Spracherkennung. Sein Mund ist ein Lautsprecher, über den er sprechen und Musik abspielen kann. Kernstück der KI für das Sprachverständnis ist das System IBM Watson.

Selbstständiges Lernen von Cimon wurde ausgeschlossen, er muss aktiv durch einen Menschen trainiert werden. Die KI zur autonomen Navigation stammt von Airbus und dient der Bewegungsplanung und Objekterkennung. Durch 14 interne Ventilatoren kann sich Cimon frei in alle Raumrichtungen bewegen und rotieren. Somit kann er sich dem Astronauten zuwenden, wenn er angesprochen wird, Kopfnicken, Kopfschütteln und räumlich selbstständig oder auf Kommando folgen. In Schwerelosigkeit auf der ISS ist ein Einsatz von zwei Stunden möglich. Die Dimensionen des Gesichtes von Cimon sind den Proportionen eines Menschen nachempfunden. Gestik und Mimik sind ebenso möglich wie ein weibliches, männliches oder neutrales Aussehen und Stimme.

Soziale Interaktion zwischen Menschn und Maschine

Cimon ermöglicht es den Astronauten, beide Hände frei zu haben, da er keinen Computer mehr manuell bedienen muss. Durch den vollständig sprachgesteuerten Zugriff auf Dokumente und Medien kann der Astronaut mit Sprachsteuerung durch Bedienungs-, Reparaturanleitungen und Prozeduren für Experimente und Anlagen navigieren.

Bei seiner Premiere im All verfügt der Assistent noch nicht über alle von seinen Entwicklern angedachten Fähigkeiten: „Mittelfristig wollen wir uns auch Gruppen-Effekten widmen, wie sie bei Langzeitmissionen zu Mond und Mars auftreten können. Denn die soziale Interaktion zwischen Mensch und Maschine, zwischen Astronaut und mit emotionaler Intelligenz ausgestattetem Flugbegleiter könnte eine wichtige Rolle für den Erfolg dieser Missionen spielen“, erklärt Till Eisenberg, Projektleiter bei Airbus.

Cimon soll Astronauten in drei Tests assistieren

Schwerelos wird Cimon bereits am 9. März 2018 bei der 31. DLR-Parabelflugkampagne in Bordeaux. Dabei sollen insbesondere Orientierung, Navigation und Lenkung getestet werden, um für den Einsatz auf der ISS – in permanenter Schwerelosigkeit – optimal vorbereitet zu sein. Im Juni soll Cimon dann an Bord des amerikanischen Space-X-15-Raumtransporters zur ISS reisen. Dort wird er vom deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst in Empfang genommen.

Ergänzendes zum Thema
 
Cimon hilft Astronauten bei Stressbewältigung

Nach einem Funktionstest soll der deutsche Astronaut dreimal mit seinem künstlichen Crew-Kollegen arbeiten – auf der Agenda stehen Versuche mit Kristallen, mit dem Rubik-Zauberwürfel und ein medizinisches Experiment, bei dem Cimon als fliegende Kamera genutzt wird.

Das deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gab die Entwicklung mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Auftrag, Airbus in Friedrichshafen und Bremen setzte sie um. Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson-KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut.

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