Humanoide Roboter lernen das Gehen auf zwei Beinen
9. September 2016
Mit humanoiden Robotern und der technischen Nachbildung menschlicher Fortbewegung beschäftigt sich ein Workshop, der am 13. und 14. September 2016 an der Universität Heidelberg stattfindet. Die Veranstaltung bildet den Abschluss des europäischen Forschungsprojekts „KoroiBot“. Ziel der dreijährigen Forschungsarbeiten war es, Robotern mit Hilfe neuer mathematischer Verfahren und Algorithmen ein stabiles und robustes Gehen auf zwei Beinen „beizubringen“. Unter der Leitung der Heidelberger Wissenschaftlerin Prof. Dr. Katja Mombaur haben Forscherinnen und Forscher von sieben Institutionen aus Deutschland, Frankreich, Israel, Italien und den Niederlanden an dem Projekt mitgewirkt. Sie werden nun aktuelle Ergebnisse des Projekts präsentieren und mit Fachkollegen diskutieren.
Ob als Retter in Katastrophengebieten, als Helfer im Haushalt oder als „Kollegen“ in modernen Arbeitsumfeldern – die möglichen Einsatzgebiete für humanoide Roboter in der Zukunft sind vielfältig. „Eine der großen Herausforderungen auf dem Weg dorthin ist es, Roboter in die Lage zu versetzen, sich in verschiedenen Situationen unfallfrei auf zwei Beinen fortzubewegen – trotz unbekannter Untergründe und auch bei eventuellen Störungen“, erläutert Prof. Mombaur, die am Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Universität Heidelberg die Arbeitsgruppe „Optimierung in Robotik und Biomechanik“ leitet. Grundlage für das sichere Gehen auf zwei Beinen sind neuartige Methoden zur Steuerung und Regelung von Bewegungen, die als Software bei den Robotern zum Einsatz kommen.
Um die menschlichen Bewegungsabläufe auf mathematischer und biomechanischer Ebene analysieren zu können, haben die Wissenschaftler im Rahmen des KoroiBot-Projektes eine spezielle Datenbank aufgebaut: Sie versammelt Datenaufzeichnungen zu Laufbewegungen in unterschiedlichen Umgebungen, etwa auf Treppen, schiefen Ebenen oder rutschigem Untergrund. Während des Workshops werden die KoroiBot-Forscher außerdem fundamental neue Algorithmen zur Bewegungsanalyse und zur Bewegungserzeugung vorstellen. Dazu haben die Wissenschaftler Ansätze der mathematischen Optimierung, des maschinellen Lernens und der technischen Bewegungsausführung miteinander kombiniert. „Mit diesen neuartigen Methoden wollen wir humanoide Roboter in die Lage versetzen, die jeweils passende Gehbewegung für verschiedene Anforderungen zu erzeugen“, so Prof. Mombaur.
An dem Heidelberger Workshop werden neben den Mitgliedern des KoroiBot-Projektes weitere Experten aus dem Bereich der Robotik und der Bewegungsforschung teilnehmen. Gemeinsam wollen die Forscherinnen und Forscher aus neun Ländern erörtern, welche Fortschritte mit den Ergebnissen von „KoroiBot“ bei unterschiedlichen humanoiden Roboterplattformen erzielt werden konnten und welche Synergien sich mit anderen Projekten ergeben. In einer Kooperation verschiedener EU-Vorhaben wurde bereits ein allgemeines Benchmarking-Schema für Gehbewegungen entwickelt. Zudem werden die Teilnehmer des Workshops über die Anforderungen an Hardware und Software künftiger Generationen humanoider Roboter diskutieren.
Die Europäische Union (EU) hat das im Oktober 2013 gestartete Projekt „KoroiBot“ mit mehr als vier Millionen Euro gefördert. Neben dem Einsatz in der humanoiden Robotik haben die vorgestellten Ergebnisse eine große Relevanz für medizintechnische Anwendungen wie Exoskelette und Prothesen sowie für den Bereich der Computergrafik.
