lookKIT 02/2011 - PKM - KIT

0211
12 blickpunkt
„Die Maschine soll auch lernen können.
Für uns ist es wichtig, dass man dem Roboter
unmittelbar zeigen kann, wie er etwas tun soll.“
Rüdiger Dillmann
Anthropomatik
und Robotik
Das KIT hat den Schwerpunkt Anthropomatik
und Robotik (APR) am 1. Juli 2010 gegründet.
Der Schwerpunkt erforscht die Symbiose zwischen
Menschen und Maschinen mit Akzenten
in den Gebieten der maschinellen Intelligenz,
menschenzentrierten Robotik, multimodalen
Interaktion und Kommunikation, Robotertechnologien
und industriellen Robotik. Dabei arbeiten
Forscher aus den Bereichen Informatik,
Maschinenbau, Elektrotechnik und Sozialwissenschaft
zusammen.
koppelt mit gesprochenen Erklärungen: Wir nennen
das Programmieren durch Vormachen. Da ist es hilfreich,
wenn die Maschine sozusagen als Spiegelsystem
ähnlich gebaut ist wie der Mensch: mit zwei
Händen und zwei Armen, so dass der Mensch in der
Interaktion das Gerät programmieren kann.
Wie menschlich sind humanoide Roboter
jetzt schon?
Maschinen zu bauen, die dem Mensch zum Verwechseln
ähnlich sind, ist nicht unser Ziel. Wir bauen
Maschinen, die mit dem Menschen interagieren
– dabei ist ganz klar, dass es sich um eine Maschine
handelt, die begrenzte Fähigkeiten hat. Gesichtsausdrücke,
Augenbewegungen oder Kopfbewegungen
sind Hilfsmittel, um zu kommunizieren.
Wichtig ist bei der Gestaltung des Roboters auch
die Modellierung von Dialogen, die der Maschine
erlauben, dem Menschen Informationen über ihren
Zustand, Absichten und Fähigkeiten zu vermitteln.
Was sind die größten Herausforderungen
beim Bau eines humanoiden Roboters?
Menschenähnliche Maschinen zu bauen, die die
Wahrnehmungs- und Handlungsfähigkeiten des
Menschen haben, ist eine schwierige Aufgabe. Die
Herausforderungen liegen vor allem in der Entwicklung
von integrierenden Architekturen, die das
koordinierte Zusammenspiel vieler Komponenten
erlauben. Am KIT-Campus Nord ist die Karlsruher
Hand entstanden, ein relativ weit entwickeltes Organ,
aber ohne Kopf, Wirbelsäule, Hüfte oder Beine.
Das Zusammenspiel ist hoch komplex. Das Laufen
nehmen wir jetzt bei der Entwicklung unseres neuen
humanoiden Roboters, ARMAR IV, in Angriff. Füße,
Beine und Hüfte sind schon implementiert – jetzt
versuchen wir, ihn stabil laufen zu lassen. Der nächste
Schritt ist die natürliche Sprache. Dazu gehören
eine ausdrucksfähige Sprache, ein umfangreiches
Vokabular sowie Hintergrund- und Kontextwissen,
ob wir uns jetzt beispielsweise in einer Küche zum
Frühstück aufhalten oder eine Cocktailparty vorbereiten.
Dies alles muss sensorisch erfasst, interpretiert
und verstanden werden.
Wie kann man die Mensch-Maschine-
Kommunikation verbessern?
Beispielsweise die Augenbewegungen sind sehr
wichtig für die Beobachtung des Geschehens um
den Roboter herum, sie können aber auch zur Kommunikation
genutzt werden. Wir haben aktives Sehen
untersucht, die Bewegungen der Pupille, die wir
bei Menschen und bei Tieren beobachten können.
Es verbessert die Interaktion, wenn der Mensch
keine Maschine vor sich hat, die mit zwei starren
Kameralinsen ausgestattet ist. Ihre Augen bewegen
sich, blicken auf die Hände, aufs Gesicht oder auf
den Körper – so kann der Mensch nachvollziehen,
was der Roboter als nächstes zu machen vorhat.
Wie autonom könnten Roboter werden?
Können sie sich zum Beispiel weigern, den
Kaffee zu machen?
Ein Roboter ist nach wie vor eine Maschine. Das
ist zunächst reine Mechatronik: Der Mensch entwirft
und programmiert zweckbezogen Elektronik,
Werkstoffe, Metalle, Antriebssysteme und Rechner.
Ein Roboter kann prinzipiell als System gestaltet
werden, das nur bei konkretem Auftrag handelt.
Ein Roboter kann aber ebenso proaktiv gestaltet
werden, sodass er selbstständig situationsbezogen
aktiv wird, zum Beispiel Hilfe holt, wenn ein Mensch