Gehender Roboter bewältigt Hügel
Von der EU finanzierte Forscher haben einen Roboter entwickelt, der lernen kann, auf verschiedenen Oberflächen zu gehen und Hänge hinauf- und hinunterzusteigen, ohne umzufallen. Wenngleich Gehen für uns eine natürliche Bewegung ist, über die wir nicht nachdenken müssen, ist hierfür eine genaue Koordinierung der Bewegungen unserer Gelenke und des Körperschwerpunkts erforderlich. Zudem sind für verschiedene Umgebungen unterschiedliche Gangarten nötig. Über Sand zu laufen ist beispielsweise anders als auf Eis zu gehen. Im Rahmen der jüngsten Studie wurde ein Roboter mit der Bezeichnung "RunBot" getestet, der bereits den Weltrekord im Schnellgehen für dynamische Maschinen hält. In einem Artikel der Fachzeitschrift "PLoS Computational Biology" erklärt ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland und dem UK, wie die hierarchischen Kontrollebenen des Roboters jetzt das Navigieren in unterschiedlichem Gelände ermöglichen. Auf niedrigeren Kontrollebenen basiert die Bewegung auf sensorgesteuerten Reflexen. Hierbei stellen Steuerkreise sicher, dass zum Beispiel die Gelenke nicht überdehnt werden oder dass der nächste Schritt eingeleitet wird, sobald der Fuß den Boden berührt. Höhere Organisationszentren werden erst aktiviert, wenn eine Änderung der Gangart nötig ist. Bei Menschen werden diese Prozesse durch das Gehirn ausgelöst, während sich der Roboter eines Infrarot-"Auges" bedient, das mit einem einfachen neuronalen Netz verbunden ist. Ein Begleitvideo zur Studie zeigt, wie der Roboter lernt, einen Hang hinaufzugehen. Es zeigt zu Beginn, wie eine menschliche Hand RunBot in kurzer Entfernung vom Fuße eines Hangs platziert. Der Roboter marschiert problemlos bis zum Hang, aber nachdem er diesen betreten hat, fällt er schon bald rückwärts um. Der zweite und dritte Versuch enden ebenso. Beim vierten Versuch reagiert der Roboter jedoch auf den Hang wie ein Mensch reagieren würde. Er lehnt sich leicht nach vorne, verkürzt seine Schritte und gelangt ohne Zwischenfall zur Spitze des Hangs. Mit anderen Worten werden die Verbindungen zwischen dem Auge von RunBot und den Orten der Bewegungssteuerung verstärkt, sodass der Roboter nun seine Gangart entsprechend anpasst, sobald das Auge einen Hang entdeckt. Die EU-Fördermittel für die Studie stammten aus dem Projekt PACO-PLUS (Perception, Action and Cognition through Learning of Object-Action Complexes - Wahrnehmung, Aktion und Kognition durch Lernen von Objekt-Aktionskomplexen), das unter dem vorrangigen Themenbereich "Technologien der Informationsgesellschaft (IST)" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) gefördert wird.
Länder
Deutschland, Vereinigtes Königreich