Robotik: Guter Draht zum Menschen

Menschen müssen noch nie zuvor eine Treppe gesehen haben, um zu wissen, was das ist – und wie man sie am besten begeht. Für Roboter kann dies jedoch ein unüberwindbares Problem darstellen.

Eine potenzielle Lösung für dieses Dilemma könnte sein, die Automaten dazu zu bringen, die mühelose Bewegung von Menschen zu imitieren. Genau das ist die Prämisse einer Idee von Forschern der University of Illinois und des MIT, die jüngst in "Science Robotics" veröffentlicht wurde.

Die Wissenschaftler haben eine Verbindung zwischen Mensch und Maschine geschaffen, die die Bewegungen des Bedieners auf den Roboter überträgt. Eine Platte mit Bewegungssensoren, auf der sich die Füße des Bedieners bewegen, sorgt dafür , dass die verschiedenen Bewegungen (Springen, Laufen oder Treppesteigen) nachverfolgt werden können. Das System liest mithilfe einer Weste, die mit Sensoren gekoppelt ist, auch die Körperbewegungen. Die Daten des Oberkörpers und der Beine werden anschließend auf einen zweibeinigen Roboter (eine kleine Version des Hermes-Roboters, der vom MIT entwickelt wurde) übertragen.

Automatisches Hin und her

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Das System funktioniert in beide Richtungen: Es erlaubt auch dem Bediener zu "fühlen", was der Roboter fühlt. Wenn dieser beispielsweise gegen eine Wand läuft oder gestoßen wird, wird diese Empfindung an die Person am anderen Ende der Leitung mit fühlbarem Feedback übermittelt. Dadurch kann die Person entsprechend nachregulieren, je nachdem, wie viel nötig ist, kann der Bediener mehr oder weniger Druck ausüben. Dieses Feedback beinhaltet Sicherheitsmaßnahmen, die automatisch den Saft abdrehen, falls der Roboter gefährliche Stufen einer Krafteinwirkung erfährt, so João Ramos, Assistenzprofessor an der University of Illinois und Co-Autor der Untersuchung.

Der derzeitige Stand der Studie ist ziemlich einfach. Sie braucht viele Kabel, hat einige Kommunikationsverzögerungen und erfasst nur recht einfache Bewegungen. Sie ist zudem auf bestimmte Aufgaben beschränkt, statt ein allgemeines System für alle Bewegungen darzustellen. Nichtsdestotrotz ist dies ein Schritt hin zu mobileren und damit nützlicheren Robotern.

"Roboter dazu zu bringen, sich autonom zu bewegen, ist eine der größten Herausforderungen in der Robotertechnik. Diese Idee umgeht dies geschickt, indem sie die Leistung des menschlichen Gehirns, sensorische Informationen über die Welt aufzunehmen, verarbeitet und mit einem Kontrollsystem verknüpft, etwa für Aufgaben wie das Balancieren oder Auftreten", erklärt Mike Mistry, der Robotertechnik an der University of Edinburgh erforscht.

Robotische Aufräumaktionen

Direkt mit einem Menschen verbunden zu sein, könnte Robotern dabei helfen, auf Katastrophen und andere Situationen zu reagieren, durch die das Leben menschlicher Hilfskräfte in Gefahr gebracht werden könnte.

Die Forscher sagen, ein solches System könnte beispielsweise genutzt werden, um bei robotergestützten Aufräumaktionen wie der nach der Atomkatastrophe im japanischen Fukushima im Jahr 2011 zu helfen. Menschen hätten die Roboter direkt führen und damit akkurater durch die Anlage navigieren können – aus sicherer Entfernung.

Obwohl der Prozess derzeit kein maschinelles Lernen beinhaltet, glaubt Ramos, dass die Daten, die von dem System erfasst werden, dabei helfen könnten, autonome Roboter zu trainieren. "In 50 Jahren werden wir vollständig autonome Roboter haben. Die menschliche Kontrolle bietet jedoch jede Menge Potenzial, das wir bisher noch nicht erforscht haben. In der Zwischenzeit macht es deshalb Sinn, Roboter und Menschen zu kombinieren, um beides bestmöglich zu nutzen", sagt er.

(bsc)