Lego-Roboter mit Künstlicher Intelligenz
Wir bauen einen Lego-Mindstorms-EV3-Roboter mit Gestenerkennung. Dafür trainieren wir ein neuronales Netz auf dem PC und integrieren es in den Roboter.
- Detlef Heinze
Der Gestur3Bot ist ein Lego-Mindstorms-EV3-Roboter, den wir nicht nur zusammenbauen, sondern ihm auch beibringen, sieben Gesten zu erkennen. Dazu stellen wir einen Lego-Sensor vor, mit dem man Lego-Roboter mittels Gesten steuern kann. Dabei wenden wir die Technik des maschinellen Lernens zur Wiedererkennung der Gesten an, die von zwei Infrarotsensoren gescannt werden. Bei dieser Klassifikationsanwendung kommt überwachtes Lernen zum Einsatz.
Mit Gestensteuerung können Menschen und Roboter zusammenarbeiten und sich ohne Sprache koordinieren. Gründe dafür können zum Beispiel laute Umgebungen sein oder die Anforderung, in Sekundenbruchteilen einem Roboter einen Auftrag zu erteilen, wofür menschliche Sprache zu langsam sein kann. Auch wenn viele Menschen und Roboter in einem Raum gleichzeitig arbeiten, können Gesten eine nützliche und für Menschen einfache Möglichkeit sein, Roboter zu steuern.
Als Gesten werden hier Zeichen mit einer Hand verstanden, die in unmittelbarer Nähe zum Sensor eines Roboters durch einen menschlichen Nutzer ausgeführt werden und eine Aktion seitens des Roboters auslösen. Eine solche Aktion kann nur eine kleine Bewegung des Roboters, aber auch eine ganze Aufgabenerledigung sein. Dafür erklären wir zunächst die Grundlagen und notwendigen Begriffe, um ein neuronales Netz realisieren zu können. Anschließend beschreiben wir, wie der Roboter realisiert wird.
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