Flobi: Roboterkopf mit Persönlichkeit

Seine Kulleraugen und das runde Gesicht lassen ihn kindlich-freundlich in die Welt schauen. Er spricht deutsch und englisch, ist gerade einmal 30 Zentimeter hoch – und er steckt voll mit Kabeln, Prozessoren und winzigen Elektromotoren: der Roboterkopf Flobi. CITEC-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler haben den Forschungsprototypen entwickelt, um zu analysieren, worauf Menschen bei der Kommunikation mit Robotern achten. Zugleich untersuchen sie, wie ein Roboterkopf gestaltet sein muss, damit Menschen die Interaktion mit ihnen leicht fällt und möglichst so natürlich abläuft wie unter Menschen.

„Damit Flobi wie ein Mensch kommunizieren kann, musste er auch menschenähnlich gestaltet sein und ein Gesicht bekommen. Denn wir kommunizieren ja viel nonverbal“, sagt Dr. Frank Hegel. Der Designer ist der geistige Vater von Flobi und hat seine cartoonhafte Optik konzipiert. Das Kindchenschema ist Absicht: „So bekommt Flobi von vornherein einen Vertrauensvorschuss von seinen Nutzern“, erklärt er.
 
Neben den beweglichen Kameraaugen und den Augenlidern, die er auf- und zuklappen kann, hat Flobi aus Silikon geformte Lippen, die sich mit Hilfe von Magneten und kleinen Motoren zu einem Lächeln oder Schmollmund verziehen lassen. Damit er sein Gegenüber wahrnehmen kann, sind seine Augen mit Kameras ausgestattet. Flobis Mimik ist zu grundlegenden Emotionen – von Trauer und Freude bis hin zu Angst und Überraschung – fähig.

  Die Arbeit mit dem „Sozialroboter“ Flobi ist Grundlagenforschung: Es geht darum, essenzielle Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie Menschen kommunizieren. Der Clou ist, dass diese Erkenntnisse mit einem menschenähnlichen Prototyp gewonnen werden. Befunde aus der Forschung mit Flobi sollen in die Entwicklung künftiger Roboter einfließen, die Flobi womöglich sehr ähnlich sehen und in den unterschiedlichsten Lebensbereichen eingesetzt werden könnten – zum Beispiel in der Therapie oder im Sporttraining. CITEC erforscht, wie und unter welchen Bedingungen Flobis Mimik Menschen motiviert, etwa zu größerer Ausdauer bei Trainingsprogrammen. Erste Ergebnisse zeigen, dass bereits die bloße Anwesenheit des Roboters das Ausführen einfacher Tätigkeiten erleichtert, während seine Mimik bei komplexen Aufgaben teilweise ablenkt.

Um Flobis Motivationsfähigkeit zu analysieren, wurde er in einer Isolationsstudie in Köln eingesetzt. Acht Testpersonen wohnten 18 Tage auf engem Raum in einem abgeschotteten Bereich des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin. Flobis Aufgabe war es, die Männer geistig zu fordern, indem er mit jedem von ihnen täglich einige Partien Memory spielte. Der CITEC-Informatiker Dr. Andreas Kipp hat Flobi mit der Fähigkeit ausgestattet, im Memory gegen einen menschlichen Spieler anzutreten. Dabei reagiert der Roboterkopf mit seiner Mimik auf das Gesicht seines Mitspielers und er dreht sich in dessen Richtung – das ist möglich, weil Flobi fähig ist, die Stimme seines Gegenübers im Raum zu orten und dessen Gesicht zu fokussieren. „Unsere Analyse zeigt, dass die Testpersonen Flobi als Persönlichkeit wahrgenommen haben. Dadurch haben sie sich angestrengt und so wirkte das Training effektiver als etwa bei einem Memory-Spiel gegen den Computer“, sagt der CITEC-Informatiker Professor Dr. Franz Kummert, der die Entwicklung von Flobi begleitet.

 

Dank modularer, austauschbarer Elemente lässt sich das Erscheinungsbild von Flobi innerhalb von Sekunden verändern. Designer Frank Hegel hat für ihn Masken in verschiedenen Hauttönen, lange und kurze, blonde, brünette und rote Plastikperücken sowie schmale und geschwungene Lippen, dicke und dünne Augenbrauen entwickelt. Diese Varianz ermöglicht es, Flobi für ganz unterschiedliche Forschungsfragen einzusetzen. Denn schon kleinste Hinweise auf Geschlecht oder Ethnie einer Person werden von anderen Menschen wahrgenommen und interpretiert. Zusammen mit der CITEC-Sozialpsychologin Professorin Dr. Friederike Eyssel hat er mit Hilfe von Flobi erforscht, inwiefern subjektive Vorurteile auch bei der Einschätzung von technischen Systemen eine Rolle spielen. Dafür veränderte das Forschungsteam zum Beispiel. für ein Experiment lediglich die Haarlänge von Flobi. Die anschließenden statistischen Analysen zeigten, dass einem Flobi mit weiblichen Haaren stereotypisch feminine Eigenschaften und einem Flobi mit kurzen Haaren stereotypisch maskuline Eigenschaften zugeschrieben wurden.
 
Seit einiger Zeit ist Flobi in der Lage, Memory mit einem menschlichen Gegenüber zu spielen. Demnächst folgt der nächste Schritt in der Entwicklung von Flobi. Der Roboterkopf bekommt einen Körper: Die CITEC-Forscher Simon Schulz, Florian Lier, Andreas Kipp, Frank Hegel arbeiten zusammen mit Kollegen derzeit an einer technisch und interaktiv erweiterten Variante des Flobi-Kopfs, die auf einen fahrbaren Roboter montiert wird, um im Haushalt zu unterstützen. Getestet wird dieser Roboter im neuen intelligenten Appartement im CITEC-Forschungsbau. Dafür verbindet er sich mit der Technik, die im Appartement verborgen ist. Mikrofone, Kameras, Sensoren, Interaktionsflächen und berührungsempfindlicher Fußboden lassen ihn erkennen, wann soziale Aktionen nötig sind. Die CITEC-Informatikerin Professorin Dr. Britta Wrede ist eine der Koordinatorinnen des Appartement-Projekts. „Langfristig sollte ein Roboter so autonom sein, dass er zum Beispiel erkennt, dass der Teppich dringend staubgesaugt werden sollte. Das allerdings sollte er erst machen, wenn ich aus dem Haus gegangen bin; und auf gar keinen Fall sollte er putzen, wenn gerade Besuch kommt“, erklärt sie. Ein Roboter dürfe nicht wie ferngesteuert agieren. Entscheidend für Flobi und seine Nachfolger sei, dass sie lernfähig sind und sich an Situationen und Menschen anpassen. „Damit ein Roboter tatsächlich menschlich wirkt, muss er sich Bedürfnisse und Interessen der Menschen merken, mit denen er zu tun hat, und in seinem Verhalten darauf achten. Mit Flobi sind wir auf einem guten Weg dahin.“
 
Flobi in den Medien:

 
Wissenschaftliche Veröffentlichungen: