Ein Blick in die Zukunft der Robotertechnik
Menschliches Verhalten in Robotern nachzuempfinden, ist schon lange ein zentrales Ziel von Wissenschaftlern, die auf dem Gebiet der Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) arbeiten. Ein wesentliches Problem hierbei war jedoch bisher die Steuerung des Zusammenspiels zwischen Bewegung und Sehvermögen. Es hat sich nämlich als sehr schwierig herausgestellt, eine genaue räumliche Wahrnehmung und eine reibungslose visuell-motorische Koordination zu erzielen. Das von der EU finanzierte Projekt EYESHOTS ("Heterogeneous 3-D perception across visual fragments") hatte sich das Ziel gesetzt, eine Lösung für dieses Problem zu finden. Durch die Simulierung menschlicher Lernmechanismen ist es dem Projekt gelungen, einen Prototyproboter zu bauen, der seine Umgebung wahrnimmt und mit Hilfe seines "Gedächtnisses" problemlos nach Gegenständen greift. Die Auswirkungen dieses Fortschritts sind nicht auf potenzielle Verbesserungen der Robotermechanik beschränkt, sondern werden auch bessere Diagnosen und Rehabilitationsverfahren für degenerative Erkrankungen wie z. B. Parkinson ermöglichen. Das Projekt begann mit der Untersuchung der Biologie von Mensch und Tier. Ein multidisziplinäres Team bestehend aus Experten auf dem Gebiet der Robotik, Neurowissenschaften, Technik und Psychologie baute Computermodelle, die auf der neuronalen Koordination bei Affen beruhen (und der Koordination beim Menschen sehr ähnelt). Das Wichtigste war die Erkenntnis, dass sich unsere Augen so schnell bewegen, dass die erzeugten Bilder eigentlich unscharf sind und es Aufgabe des Gehirns ist, diese unscharfen Fragmente zusammenzusetzen und ein kohärentes Bild unserer Umgebung zu präsentieren. Mit diesen neuronalen Informationen bauten die Projektteilnehmer ein einzigartiges Computermodell, das visuelle Bilder mit Bewegungen der Augen und Arme verbindet, ungefähr so, wie das auch in der Großhirnrinde beim Menschen geschieht. Das Projekt ging davon aus, dass eine vollständige Wahrnehmung der visuellen Umgebung nur durch aktive Erkundung möglich ist. Auf diese Weise lernen Menschen nämlich, die physische Welt zu verstehen - sie schauen sich um und greifen nach Gegenständen. Im täglichen Leben wird die Erfahrung des 3D-Raums um uns herum durch Bewegungen der Augen, des Kopfes und der Arme herbeigeführt, wodurch wir beobachten, nach Gegenständen in der Umgebung die Hand ausstrecken und sie ergreifen können. In diesem Sinne sollte das motorische System eines humanoiden Roboters integraler Bestandteil seines Wahrnehmungsmechanismus sein. Das Endergebnis dieses Ansatzes ist ein humanoider Roboter, der seine Augen bewegen und einen Punkt fokussieren kann. Außerdem ist er sogar in der Lage, aus Erfahrungen zu lernen und mit Hilfe seines Gedächtnisses nach Gegenständen zu greifen, ohne dass er sie vorher gesehen hat. Das Robotersystem besteht aus einem Torso mit Gelenkarmen sowie einem Roboterkopf mit beweglichen Augen. Durch die Anwendung der Neurowissenschaften konnte das erfolgreiche EYESHOTS-Projekt, das 2011 abgeschlossen wurde, Robotern ein Sehvermögen verleihen, das dem des Menschen ähnelt. Das ist ein wichtiger Meilenstein bei der Erschaffung eines humanoiden Roboters, der mit seiner Umgebung interagieren und ohne Überwachung Aufgaben ausführen kann. Ermöglicht wurde das Projekt, das von der Universita Degli Studi de Genova in Italien koordiniert wurde, durch Finanzmittel der EU in Höhe von 2,4 Mio. EUR innerhalb des Themenbereichs "Informations- und Kommunikationstechnologien" (IKT) des Siebten EU-Rahmenprogramms (RP7).Weitere Informationen sind abrufbar unter: EYESHOTS http://www.eyeshots.it/ Projektdatenblatt
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