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DFKI bringt Robotern dynamisches Wissen für die Mensch-Maschine-Interaktion bei

Roboter Tiago reicht in einer Küche des DFKI in Osnabrück einem Wissenschaftler eine Tasse aus der Spülmaschine. Quelle: DFKI GmbH, Foto: Annemarie Popp

Menschen haben stets einen Überblick darüber, welche Gegenstände ihre sind und welche nicht. Für Maschinen stellen wechselnde Funktionen von Objekten hingegen ein ungelöstes Problem dar: Ein Laborroboter weiß nicht, welches Werkzeug gerade welchem Mitarbeiter zuzuordnen ist. Die Forschungsbereiche des DFKI-Labors Niedersachsen arbeiten deshalb erstmals gemeinsam an einer Lösung in Form einer dynamischen Verankerung – und testen die neue Software an Roboterarmen und Segelbooten. Ziel ist ein Open-Source-Modul, das die Mensch-Maschine-Interaktion grundlegend verbessern soll. Das Projekt CoPDA wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 1,3 Millionen Euro gefördert.

Es passiert in jedem Büro, an jedem beliebigen Tag: Sobald sich eine Mitarbeiterin eine Tasse aus dem Schrank nimmt, ist diese für den Rest des Arbeitstages ihre. Während ihre Kollegen dies automatisch registrieren und berücksichtigen, stellt diese funktionale Eigenschaft eine Maschine vor ein komplexes Problem: Für einen Serviceroboter im Labor oder im Haushalt ist es schwierig, viele gleich aussehende Gegenstände entsprechend ihrer aktuellen Funktion auseinander zu halten. Wem gerade was gehört, wofür es verwendet wird und ab wann dies nicht mehr gilt – all diese Informationen kann sich die Maschine nicht von selbst erschließen.

Sie benötigt hierfür einen sogenannten dynamischen Anker, der das Wissen über jede einzelne Tasse mit einer aktuellen Funktion verbindet: Wer die Tasse gerade benutzt und wann die Benutzung beendet ist. Das Wahrnehmen solcher zum Teil zeitlich begrenzten Objektidentitäten stellt einen Schlüssel für die Mensch-Maschine-Interaktion dar – ob in Laboren, Fabriken oder Haushalten. Aus diesem Grund arbeiten die drei Forschungsbereiche des DFKI-Labors Niedersachsen seit dem 1. Januar 2020 im Projekt CoPDA an einer grundlegenden Lösung für die dynamische Verankerung solcher Zugehörigkeiten („Comprehensive Perception and Dynamic Anchoring“).

Grundlagenlösung als Open-Source-Software für alle Einsatzbereiche von Robotern

Das Ziel des Projekts ist ein dynamischer Ankeragent („Dynamic Anchoring Agent“, kurz DAA). Dieser Agent kann in den verschiedensten Robotersystemen eingesetzt werden und dient dazu, zwischen den erkannten Gegenständen und dem Vorwissen über ihre Eigenschaften und ihren Einsatzbereich eine vorübergehende Verbindung aufzubauen. Im Rahmen des Projekts soll unter anderem definiert werden, wie sich diese Verbindungen erstellen und wieder lösen lassen. Die Frage lautet dabei, ob der Maschine erklärt werden muss, wem ab wann ein Gegenstand gehört, oder ob sie dies von alleine erkennen kann – beispielsweise durch visuelle Hinweise oder die räumliche Verortung.

Weitere Informationen sind hier erhältlich.

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