Abteilung Kognitive Robotik

Robotik ist eng mit dem Thema Künstliche Intelligenz (KI) verknüpft. Roboter werden schließlich gebaut, um etwas zu tun – und damit sie wissen, was zu tun ist und wie, brauchen sie eine gewisse Intelligenz. Jeder Roboter, mit dem wir arbeiten, soll seine Aufgaben möglichst effizient und zielgerichtet lösen. Dazu arbeitet die Abteilung an verschiedenen zentralen Themen der KI. Diese Themen sind für viele Anwendungsfelder relevant – von der Raumfahrtassistenz über Roboter in der Pflege bis hin zu den Fabriken der Zukunft.

Entwurf teilautonomer Fähigkeiten für Assistenzroboter
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Erforschung der sensomotorischen Leistung des Menschen in der Schwerelosigkeit
Credit:
Roskosmos (links), Grafik DLR CCBY 3.0 (rechts)
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Je mehr explizites Wissen wir einem Roboter darüber geben, was er tut und warum er es tut, desto besser kann er seine Ziele erreichen. Der erste Schwerpunkt der Abteilung ist es daher, Wissen explizit darzustellen und abrufbar zu machen. Dabei handelt es sich um Wissen über die Umgebung sowie die Ziele und Fertigkeiten des Roboters selbst. Wichtig dabei ist die Erklärbarkeit der KI: Der Roboter soll seinem Kooperationspartner Mensch jederzeit erklären können, was er gerade macht und welches Ziel er dabei verfolgt. Dieses Thema wird in der Fachgruppe Übertragbares & Erklärbares Wissen erforscht.

Zu einem Ziel führen fast immer mehrere Wege. Je mehr Fertigkeiten ein Roboter hat, umso vielfältigere Wege kann er einschlagen. Und er braucht diese Fertigkeiten auch, um aus unvorhersehbaren Fehlern einen Weg zum Ziel generieren zu können. Unser zweiter Schwerpunkt ist es also, Robotern zu ermöglichen, schnell neue Fähigkeiten zu erwerben, erlernen und verbessern – durch intuitives Programmieren, durch menschliches Vormachen und durch Verstärkungslernen. Dieses Thema wird in der Fachgruppe Interaktives Lernen von Fertigkeiten erforscht.

Ein dritter Fokus liegt auf der Verarbeitung und Interpretation von biologischen Messdaten – etwa einem Elektromyogramm oder elektrodermalen Reaktionen. Ziel dabei ist, die Intentionen von Menschen zu erkennen und sogar zu antizipieren, so dass sie intuitiv verschiedene Assistenzgeräte bedienen können, wie zum Beispiel Prothesen oder Rollstühle. Dieses Thema wird vom Team Reenabling Systems erforscht.

Gruppenbild des InFuse-Konsortiums
Zusammenarbeit von Mensch und Roboter
NASA-Astronaut Frank Rubio hat an Bord der ISS die Kontrolle über das Roboterteam auf dem „irdischen Mars“ am DLR in Oberpfaffenhofen. Im Rahmen der ersten Surface-Avatar-Experimente hatten Mensch und Roboter die Aufgabe, ein wissenschaftliches Instrument – hier ein Seismograph – vom Lander zu holen und im Einsatzgebiet zu platzieren.
Bild: 2/13, Credit:
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Entwurf teilautonomer Fähigkeiten für Assistenzroboter
Menschen mit schweren motorischen Beeinträchtigungen können durch den Einsatz robotischer Assistenzsysteme wieder mit Ihrer Umwelt interagieren. Allerdings ist die direkte Steuerung derartiger Systeme umständlich, insbesondere bei Tätigkeiten die eine hohe Präzision erfordern. Um die Bedienbarkeit von Assistenzrobotern zu erleichtern, entwickeln wir daher Methoden zur teilautonomen Unterstützung. Dabei definieren wir Roboterfähigkeiten in Form von Zustandsautomaten, welche die Bewegung des Roboters derart einschränken, dass die Aufgabe erfolgreich ausgeführt wird. In Kombination mit der Steuerungsschnittstelle, kann der/die BenutzerIn selbst bestimmen, welche Aufgabe ausgeführt wird und hat auch während der Aufgabenausführung immer Kontrolle über das Robotersystem. Mit dieser Technologie wollen wir die Nutzung von Assistenzrobotern bei der Ausübung verschiedener Aktivitäten des täglichen Lebens einfach und intuitiv zu gestalten. (Beispielhaftes Szenario einer nicht beeinträchtigten Person)
Bild: 13/13, Credit:
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Kontakt

Dr. rer. nat. Freek Stulp

Abteilungsleiter
Institut für Robotik und Mechatronik
Kognitive Robotik
Münchener Straße 20, 82234 Oberpfaffenhofen-Weßling