Robot-Avatar Italienischer Roboter läuft, umarmt und legt Puzzles

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Der ferngesteuerte Roboter „iCub3“ kann auch über weite Distanzen einen Menschen erstaunlich gut vertreten. Dazu gehört nicht nur die Interaktion mit anderen Menschen, sondern auch das Lösen von komplexen Aufgaben.

Experimente mit dem ferngesteuerten Roboter „iCub3“ versetzten Forscher in die Lage, mit der zweibeinigen Maschine zu sehen und zu hören, aber auch haptische Eindrücke an den Roboterhänden wurden zu den Menschen übertragen, wie man erfährt. Gleichzeitig übernahm der humanoide Roboter die Bewegungen eines aus 300 Kilometer entfernt agierenden Forschers, wobei der künstliche Kollege dessen Gesichtsausdruck nachahmte und auch noch dessen Stimme wiedergab, wie man betont. Ermöglicht hat das eine Forschergruppe vom Istituto Italiano di Tecnologia in Genua. Sie nahm mit „iCub3“ außerdem am internationalen Roboter-Avatar-Wettbewerb ANA Avatar X-Prize teil. Die Technik und die bewältigten Aufgaben haben die Wissenschaftler nun in der Fachzeitschrift Science Robotics beschrieben.

„Fühlende“ Beziehung zwischen Mensch und Roboter

Die italienischen Wissenschaftler präsentieren, wie es weiter heißt, ein vielseitiges Avatar-System, das es Menschen ermöglicht, sich durch humanoide Roboter quasi verkörpern zu lassen, oder besser gesagt, an einem anderen Ort vertreten zu lassen. Dabei läuft der Informationsaustausch in beide Richtungen. Denn der Bediener lässt den Avatar laufen sowie Arm- und Handbewegungen ausführen. Er kommuniziert dabei über den Avatar mit Menschen über seine Stimme und seine Mimik, was insbesondere über die Augenbrauen, den Mund und die Augen geschieht. Der Roboter reagiert deshalb zum Beispiel mit einem vorprogrammierten Blinzeln, wenn er grellem Licht ausgesetzt ist.

Umgekehrt erhält der Bediener sensorische Eindrücke vom Roboter. Dazu trägt der Bediener ein erweitertes Headset für virtuelle Realität (VR). Das Gerät zeigt ihm dann Kamerabilder des Avatars und lässt ihn die Aufnahmen des eingebauten Mikrofons hören – alles in Echtzeit. Das Headset zeichnet zudem die Mimik des Bedieners auf und überträgt sie zum Avatar. Ein Ganzkörperanzug und spezielle Handschuhe lassen den Bediener die Berührungen des Roboters spüren. Kraft-Drehmoment-Sensoren sorgen dann etwa dafür, dass der Bediener ein entsprechendes Gewicht spürt, wenn dem Roboter etwas in die Hände gelegt wird.

Solche Sensoren sind auch in die Schuhe eingebaut, die der Bediener auf der Laufplattform trägt. Sie messen die Kraft und das Drehmoment, die der Bediener mit dem Boden austauscht und geben dem Avatar damit die Laufbewegung vor, wie weiter erklärt wird. Weil bei zweibeinigen Robotern jedoch das Gleichgewicht immer ein Problem sei, besitze der „iCub3“ ein automatisches System zum Ausbalancieren, das etwa dann beansprucht wird, wenn der Roboter eine Last transportiert.

Ein Roboterauftritt auf großer Bühne

Während sich „iCub3“ bereits im November 2021 durch die Kunstausstellung Biennale in Venedig bewegte, wurde er dabei im 290 Kilometer entfernten Genua gesteuert. Der Bediener gewann Eindrücke von der Ausstellung und unterhielt sich mit einer Begleiterin. Am Ende umarmte die Begleiterin den Roboter und der Bediener und sein Avatar erwiderten die Umarmung. Im Juni 2022 trat der Robot-Avatar vor rund 2.000 Zuschauern bei einer Show des We-Make-Future-Festivals in Rimini auf. Wieder wurde er aus Genua ferngesteuert, diesmal über eine Entfernung von 300 Kilometern. Beim Wissenschaftswettbewerb ANA Avatar X-Prize im selben Jahr belegte er im Halbfinale den zweiten Platz. Es bewältigte unter anderem die Aufgaben, Teile eines Puzzles zu legen, die Oberfläche einer Vase zu ertasten und ihr Gewicht zu schätzen sowie mit einer Tasse anzustoßen.

Doch beim Finale im November 2022 in Los Angeles stieß „iCub3“ gegen einen Torpfosten, fiel hin und schied damit vorzeitig aus. Dennoch sollte man daraus keine voreiligen Schlüsse ziehen, empfehlen die Forscher, denn die gezeigten Leistungen sind dennoch beachtenswert.

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