Autonome Robotik

In eigener Sache: CoR-Lab

Arne am 24.03.2010 um 22:35 Uhr - zum Artikel

Die GründungDie Gründung

Seit Anfang der Woche ist mein neuer Arbeitgeber das Research Institute for Cognition and Robotics, das CoR-Lab in Bielefeld. Ein noch recht junges Institut, gegründet im Juli 2007. Eine Be­son­der­heit des CoR-Labs ist die stra­te­gi­sche Part­ner­schaft mit dem In­du­strie­part­ner Hon­da Re­search In­sti­tu­te Eu­ro­pe (HRI-EU). Di­rek­te Aus­wir­kung ist, dass das CoR-Lab über zwei Honda Hu­ma­noid Re­search Robots verfügt, die man unter dem Namen ASIMO kennt.

Ich selbst werde in den nächsten Monaten innerhalb des europäischen AMARSi-Projekts meinen Dienst tun. AMARSI ist ein tolles Projekt, das Robotern, unter Anderem dem iCub, durch maschinelles Lernen komplexe motorische Fähigkeiten aneignen soll, die denen eines Kindes gleichen. Ein ambitioniertes und spannendes Projekt.

Bereits in den ersten drei Tagen am CoR-Lab habe ich spannende Unterhaltungen geführt und beeindruckende Dinge gesehen. Das tollste bislang für mich war die beeindruckende Roboter-Flotte, die das CoR-Lab hat. Bereits in den ersten drei Tagen habe ich dem iCub die Hände geschüttelt, den ASIMO (meinen persönlichen Roboter-Favoriten) live erlebt und anfassen können, sowie mit dem KUKA Leichtbauarm arbeiten können. Drei der tollsten, aktuell verfügbaren Roboter.

CoR-Lab, so kann es gerne weitergehen …

Ich freue mich auf die nächsten Monate und Jahre; auf spannende und sicher fordernde Aufgaben, über die ich nach Möglichkeit hier gerne schreiben werde.

CB² – Roboter soll wie ein Menschenkind lernen

Arne am 12.03.2010 um 15:38 Uhr - zum Artikel

CB2 neben seinem SchafferCB2 neben seinem Schaffer

Einem Roboter ein solch komplexes mo­to­ri­sches und so­zia­les Ver­hal­ten ein­pro­gram­mie­ren zu wollen, wie es wir Men­schen besitzen, ist wohl eine un­lös­ba­re Aufgabe. Die Ver­hal­ten sind zu kom­plex, als dass es vorstellbar wäre, dass eine Gruppe von Pro­gram­mie­rern das in ab­seh­ba­rer Zeit schaffen könnte. Ein immer po­pu­lä­rer wer­den­der An­satz ist, ma­schi­nel­les Ler­nen ein­zu­set­zen, um den Ro­bo­ter selbst lernen zu lassen, was er tun soll.

Um das zu tun, wird von der Japan Science and Technology Agency (JST) das ERATO-Projekt (Ex­plo­ra­to­ry Re­search for Ad­van­ced Tech­no­lo­gy) gefördert. Das Pro­jekt entwickelt den Roboter CB², der es Menschen erlauben soll, mit dem Roboter um­zu­ge­hen wie mit mensch­li­chen Klein­kin­dern, denen wir etwas bei­brin­gen wollen.

Der Roboter verfügt dazu nicht nur über passende Sensorik, sondern merkt auch, wenn er angefasst wird, hat eine weiche Hülle und ahmt die oft ungelenken Bewegungen von Kleinkindern nach. Auf diese Weise sollen Menschen intuitiv mit dem Roboter umgehen wie mit kleinen Kindern und es dem Robtoer erlauben, ähnlich wie Kleinkinder menschliche Verhaltensweisen zu lernen.

Ein tolles Video dazu:

CB² soll lernen

Als waschechter humanoider Roboter hat CB² 56 Freiheitsgrade [1] und ist damit sehr beweglich. Er hat eine weiche Stoffhülle, um das Verletzungsrisiko für die Menschen in seiner Umgebung zu reduzieren. Mit 1,30 Metern Größe und 33 Kilogramm Gewicht ist er etwas größer, als die Kleinkinder, denen er nachempfunden ist. Wie so oft bei humanoiden Robotern, die dem Menschen möglichst ähnlich sein sollen, landet allerdings auch dieser Roboter im Uncanny Valley [2] und wirkt etwas gruselig.

Via Planet Robotics.

1
Die Anzahl Freiheitsgrade gibt an, in wievielen Achsen/Parametern sich der Roboter bewegen kann.
2
Das Uncanny Valley („unheimliches Tal“) bezeichnet den Effekt, dass Roboter dem Menschen nicht in gleichem Maße vertrauter werden, wie sie ihm ähnlich werden. Stattdessen gibt es einen Knick, das Uncanny Valley, in dem der Roboter dem Menschen sehr ähnlich, ihm dabei aber unheimlich und fremd ist. Erstaunlicherweise fremder als Roboter, die dem Menschen nicht so ähnlich sind. Uncanny Valley in der Wikipedia.

[Linkdump] Roboterköche, Kuschelroboter und die Wirtschaftslage

Arne am 26.02.2010 um 17:58 Uhr - zum Artikel

Da gerade nicht viel Zeit für anderes bleibt, zumindest mal wieder ein paar Links der letzten Tage. Da hat sich viel gesammelt, hier die Highlights: Roboterköche, Kuschelroboter, Roboter auf Cocktailparties, die Wirtschaftslage in der Industrierobotik und mehr …

Roboterköche
Dreiseitiger Artikel der New York Times zu kochenden Robotern. Einige davon waren schon Thema in diesem Blog, aber die Zusammenfassung ist unterhaltsam und lesenswert. Und allein der Titel ist großartig:
Just Like Mombot Used to Make (englisch)
(New York Times, Ian Daly und Yasue Aoi, 23. Februar 2010)

Kuschelroboter
Gut vierminütiger Videobeitrag im ZDF bei Bauerfeind zu einer Abschlussarbeit, die die Vision eines Roboters zeigt, der mit Menschen kuscheln soll und Ihnen „emotionale Wärme“ geben soll.
Kuschelroboter (Video)
(ZDF, Bauerfeind, 14. Februar 2010)

Selektive Wahrnehmung
Im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes unter Beteiligung von Deutschland, Frankreich, Schweiz und Tschechien will man Robotern „die Fähigkeit zur selektiven Wahrnehmung“ beibringen, die es Menschen zum Beispiel ermöglicht, sich in Menschenmengen (zum Beispiel auf einer Cocktailparty) auf eine Person oder ein Gespräch zu konzentrieren.
Roboter lernen den Cocktailparty-Effekt
(Golem, Werner Pluta, 16. Februar 2010)

Wirtschaftslage
Die International Federation of Robotics hat ihre Prognose für die Robotikindustrie des Jahres 2010 veröffentlicht und blickt demnach positiv auf das Jahr. „Die wichtigsten Impulse für die langsame Erholung kamen von den Wachstumsmärkten in Asien, besonders von China.“
IFR – Robotikindustrie blickt zuversichtlich in das Jahr 2010
(Open Automation, 18. Februar 2010)

Drohnen
Telepolis über den Einsatz von Drohnen durch die deutsche Bundespolizei. „Die Drohnen bieten uns völlig neue Perspektiven in der Bild- und Videodokumentation“. Im Artikel geht es sowohl um die (technische) Entwicklung als auch um die notwendigen rechtlichen Änderungen an der Luftverkehrs-Ordnung.
Drohnen – Deutsche Polizisten als Luftfahrzeugfernführer
(Telepolis, Matthias Monroy, 17. Februar 2010)

Leichtbaurobotik
Ausführlicher Artikel zu den Expert Days der Firma Schunk und dem dort aufgezeigten Weg zur Leichtbaurobotik, sowie der notwendigen Kognition und Bildverarbeitung. „Ein großes Thema ist es, die Abhängigkeit von der Automobilindustrie, bislang der Haupttreiber für die Robotikentwicklung, zu reduzieren.“
Roboter müssen weicher und flexibler werden
(Heise Online, Hans-Arthur Marsiske und Jürgen Kuri, 26. Februar 2010)

Hinweise zu lesenswerten Artikeln nehme ich jederzeit gerne entgegen an botzeit@ohmpage.org

Gigantisches 3D-Display aus fliegenden Robotern

Arne am 17.02.2010 um 16:12 Uhr - zum Artikel

Okay, das ist so cool, das muss ich noch schnell aufschreiben: Das SENSEable City Laboratory des MIT hat die Idee, ein gigantisches dreidimensionales Display aus fliegenden Robotern aufzubauen.

Echte 3D-Displays haben das Problem, dass sie einzelne Pixel (bzw. das dreidimensionale Äquivalent Voxel) tatsächlich im dreidimensionalen Raum freischwebend erzeugen müssen. Dafür existieren Ansätze im Kleinen, das SENSEable City Laboratory in Zusammenarbeit mit dem ARES Lab (Aerospace Robotics and Embedded Systems Laboratory) will sich aber einfach tausende freischwebende und farblich leuchtende Mini-Helikopter schnappen und damit ein gigantisches 3D-Display im freien Raum erzeugen.

Wie die Helikopter aussehen und wie man sich das Display vorstellt, ist im folgenden Video zu sehen:

Flyfire, 3D-Display aus fliegenden Robotern

(Seit heute nachmittag ist das Video bei YouTube leider als privat gekennzeichnet. Ich versuche, eine andere Version zu finden.)

Ich möchte bitte in einigen Jahren die coolsten 3D-Filme gemütlich am Hang eines Berges liegend im Tal mit einem solchen Display sehen. Für den Anfang würd mir auch erstmal soetwas in groß und bunt zu passender Musik reichen.

Via Planet Robotics.

Fraunhofer öffnet die Care-O-bot-Plattform für die Forschung

Arne am 17.02.2010 um 12:34 Uhr - zum Artikel

Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) öffnet seine Roboterplattform Care-O-bot für die Forschung. Dafür wurde die Website http://www.care-o-bot-research.org/ aufgesetzt, auf der Dokumentationen und Open-Source-Software für die Plattform zur Verfügung gestellt werden.

Care-O-botCare-O-bot

Care-O-bot soll ein mobiler Roboterassistent zur aktiven Unterstützung des Menschen im täglichen Leben sein und wurde von den Fraunhofer Instituten entwickelt. (Notiz an mich selbst: Bei Gelegenheit einen Artikel zum Care-O-bot schreiben)

Die Aktion ist möglicherweise von Willow Garage inspiriert, die im Rahmen der Freigabe ihres Roboter-Betriebssystems ROS in der Version 1.0 auch zehn ihrer Roboter für die Forschung ausloben.

Dass die Plattform nun für die Forschung geöffnet ist, ist keine schlechte Sache. Care-O-bot ist mittlerweile in seiner dritten Version eine robuste und ausgereifte Plattform. Ist diese Plattform nun offen, kann sie theoretisch für viele Forschungsprojekte in der Servicerobotik genutzt werden. Die Sensorik und Aktorik des Care-O-bot kann sich auf jeden Fall sehen lassen und bietet Potential für eine breite Palette an Aufgaben.

Der Vorteil für die Forschung ist dabei, dass die Grundfunktionen, die Hardware und die Ansteuerung der Hardware bereits existieren. Die Projektarbeit kann sich daher auf die neuen Ideen und auf die tatsächlichen Forschung fokussieren, ohne sich um den Kleinkram kümmern zu müssen. Eine Idee, die zuletzt in größerem Stil im Rahmen der Deutschen Servicerobotik Initiative DESIRE (Wikipedia), verfolgt wurde; mit mäßigem Erfolg.

Es bleibt abzuwarten, inwieweit der Care-O-bot in Zukunft in Forschungsprojekten genutzt werden wird. Den Preis des Roboters kenne ich nicht (hat da jemand Informationen zu?) und ob das Fraunhofer IPA den Roboter (leihweise?) für Projekte zur Verfügung stellt, weiß ich auch nicht.

Via Artificial Intelligence and Robotics.

[Linkdump] Ein-Mann-Senkrechtstarter und aufmerksame Bodenbeläge

Arne am 05.02.2010 um 13:10 Uhr - zum Artikel

So, bevor ich mich übers Wochenende verabschiede, noch ein paar Links, die sich hier angesammelt haben. Ein Ein-Mann-Senkrechtsrarter der NASA, Internet für Roboter, aufmerksame Bodenbeläge und mehr …

Ein-Mann-Senkrechtstarter
Die NASA hat Pläne für einen elektrisch betriebenen Ein-Mann-Senkrechtstarter namens Puffin (Papageitaucher). Beeindruckend sind die angegebenen Kennzahlen: Die Flughöhe ist – begrenzt durch den Akku – mit maximal 9100 Meter angegeben, die Reichweite mit 80 Kilometern bei beachtlichen 240 Stundenkilometern.
NASA entwickelt Ein-Mann-Senkrechtstarter
(heise online, Malte Kanter, 31. Januar 2010)

Schreitroboter
Forscher aus Göttingen haben einen sechsbeinigen Roboter entwickelt, der das Laufen lernen und automatisch an seine Umgebung anpassen soll. So soll er zum Beispiel lernen, bei Steigung langsamer und mit kleineren Schritten zu laufen als im offenen Geländer. „Die Forscher modellieren das Herzstück der Gangsteuerung, eine Art neuronalen Schaltkreis, nämlich mit den Mitteln der nichtlinearen Dynamik.“
Roboter-Nervensystem mit Chaos-Steuerung
(Telepolis, Matthias Gräbner, 24. Januar 2010)

Maschinelles Lernen
Die Eindhoven University of Technology hat in Kooperation mit sechs anderen europäischen Instituten ein europäisches Forschungsprojekt an Land gezogen, das ein World Wide Web for Robots entwickeln soll, das Robotern eine weltweite Wissensbasis zum Austausch von Erfahrungen und gelernten Aktionen bieten soll.
Robots worldwide will learn from each other (englisch)
(TU Eindhoven, 13. Januar 2010)

Assistenzsysteme
„Notruftechnik, die von selbst Hilfe holt, Bodenbeläge, die gefährliche Stürze erkennen und melden, oder Roboter, die das Frühstück ans Bett bringen – intelligente Assistenzsysteme bieten älteren Menschen die Chance auf ein sicheres Leben zu Hause.“ Forschung zu Assistenzsystemen im Dienste des älteren Menschen, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Forschungsministerium baut Förderung für Roboter-Assistenzsysteme aus
(MaschinenMarkt, Stéphane Itasse, 2. Februar 2010)

Humanoide Robotik
Nasa und General Motors haben einen humanoiden Roboter für den Einsatz im Weltraum entwickelt. „Er hat einen Torso und zwei Arme, […] sitzt auf einem festen Ständer. Laufen kann der R2 also nicht.“ Der Einsatz im Weltraum ist anhand der gerade erfolgten Absage einer weiteren bemannten Mondmission fraglich, General Motors will den R2 aber ohnehin auch in seinen Werkshallen einsetzen.
Robonaut 2 – Roboter für die Fabrik und das Weltall
(Golem, Werner Pluta, 5. Februar 2010)

Hinweise zu lesenswerten Artikeln nehme ich jederzeit gerne entgegen an botzeit@ohmpage.org

Interview mit Noel Sharkey

Arne am 03.02.2010 um 17:30 Uhr - zum Artikel

Noel Sharkey hat silicon.com ein Interview zum Thema Robotik gegeben. In dem Interview kommen unterschiedliche Aspekte der Robotik zur Sprache. Natürlich die Ethik, für die sich Noel Sharkey schon länger besonders stark macht, aber auch Allgemeines zum Stand der Forschung und zur Verbeitung von Robotern. Außerdem zu ASIMO, Asimov und Science-Fiction.

Eine gute Gelegenheit jemanden locker über Robotik plaudern zu hören, der sich intensiv damit beschäftigt. Das Interview ist auf englisch und dauert gute zehn Minuten.

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Gefunden via BotJunkie.

Mars-Rover Spirit muss den Winter überstehen

Arne am 26.01.2010 um 21:37 Uhr - zum Artikel

Der Mars-Rover Spirit bleibt wohl an seinem jetzigen Platz. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA schreibt, dass man nur noch wenige Manöver im Kopf hat, um Spirit zu befreien. Man will sich daher nun darauf fokussieren, den Mars-Rover in eine Lage zu bringen, in der er den harten marsianischen Winter überstehen kann.

„Spirit is not dead; it has just entered another phase of its long life,“ said Doug McCuistion, director of the Mars Exploration Program at NASA Headquarters in Washington. „We told the world last year that attempts to set the beloved robot free may not be successful. It looks like Spirit's current location on Mars will be its final resting place.“

JPL

Man wird noch einige Manöver ausprobieren, die man in den letzten Monaten in einer extra dafür konstruierten Sandkiste in NASAs Jet Propulsion Laboratory mit einem Doppelgänger von Spirit ersonnen und ausprobiert hatte. Da aber eines der Räder bereits über keinen Antrieb mehr verfügt, schwinden die Chancen, Spirit bis zum im Mai anbrechenden marsianischen Winter freizufahren.

Der Test-Sandkasten in KalifornienDer Test-Sandkasten in Kalifornien

So wie es aktuell aussieht, wird der Mars-Rover also bis zum Ende seiner Tage an dem Ort bleiben, an dem er sich im April 2009 festgefahren hatte. Die Untersuchungen sollen aber auch an diesem Ort weitergehen, wenn es der Rover durch Winter und Frühling schafft. Auch an Ort und Stelle können weitere Dinge untersucht werden. Schließlich weiß man schon jetzt mehr über die Rutschfestigkeit des Marsbodens als man es ohne diese Notlage jemals herausgefunden hätte. Der Rover wird wohl also in Zukunft unfreiwillig die erste Mars-Bodenstation werden.

Der Fokus liegt nun mehr und mehr darauf, den Rover in eine Lage zu bringen, die die Solarzellen in einen geeigneten Winkel stellt, damit er den Winter über genug Energie hält.

„Every bit of energy produced by Spirit's solar arrays will go into keeping the rover's critical electronics warm, either by having the electronics on or by turning on essential heaters.“

JPL

Spirits Bruder/Schwester Opportunity übrigens ist weiterhin mobil und erkundet zur Zeit einen Krater auf dem Mars. Die beiden Rover sind seit dem Januar 2004 auf dem Mars und haben beide für sich alle Erwartungen weit übertroffen und mit ihren sechs Jahren Einsatz bereits jetzt das ursprünglich geplante Ziel, eine 90-tägige Mission, pulverisiert.