Die Universität Bielefeld mit dem Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) und dem Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) präsentiert auf der AUTOMATICA vom 22. bis 25. Mai 2012 in München anwendungsnahe Forschungsergebnisse einem internationalen Fachpublikum. Eine breite Palette von Exponaten - von der selbstlernenden Robotersteuerung bis hin zur Mensch-Roboter Interaktion – bietet an Stand 429/427, Halle B3, einen Einblick in Spitzenforschung zu interaktiven intelligenten Systemen. So wird erstmals eine freie dreidimensionale Positionierung des Rüsselroboters von Festo gezeigt, die durch kindhaftes ausprobieren gelernt wird.

Kinematisches Lernen für den Bionischen Handling Assistenten von Festo
Der „Bionische Handling Assistent“ ist eine neuartige Robotik-Plattform der Firma Festo, die durch Druckluftantrieb und leichtes, flexibles Material eine sichere, physische Interaktion mit dem Menschen erlaubt. Das innovative Design wurde 2010 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet. Die automatische Regelung dieses bionischen „Elefantenrüssels“ stellt klassische Ansätze jedoch vor enorme Probleme, da sein exaktes Verhalten nur schwer, und nur annähernd beschreibbar ist. Die Bielefelder Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben dazu ein Verfahren entwickelt, das sich an kleinkindlichem Lernen orientiert: Gezielte Greifversuche statt zufälliger Exploration erlauben ein effizientes Lernen und führen schnell zu anwendbaren Resultaten.

Anthropomorpher Roboterkopf Flobi
Der anthropomorphe Roboterkopf 'Flobi' wurde an der Universität Bielefeld entwickelt und verbindet die Eigenschaften eines aktuellen Sensor-Kopfes mit einem äußeren Design, das die Möglichkeit bietet, sympatisch-emotionale Gesichtsausdrücke responsiv zu zeigen. Das Ziel ist die Entwicklung anthropomorpher, sozialer Roboter, die eine wesentlich intuitivere Mensch-Roboter-Interaktion ermöglichen und eine bessere Akzeptanz bei Menschen hervorrufen. Das Äußere des anthropomorphen Kopfes ist modular und austauschbar gestaltet, um eine systematische Forschung in diesem Bereich zu ermöglichen. Am Stand wird die Reaktions- und Ausdrucksfähigkeit des Systems durch eine live-Demonstration vorgeführt, in der der Roboter die Kopfbewegungen einer interagierenden Person über einen Intertial-Sensor spiegelt. Potentielle Anwendungsbereiche des Roboterkopfs liegen in der Erforschung und Vermittlung von Mensch-Maschine-Schnittstellen, in denen soziale und emotionale Aspekte eine Rolle spielen. Dies sind insbesondere Motivations- und Lern-Szenarien, in denen über Gesichtsausdrücke non-verbales Feedback gegeben werden kann oder Aufmerksamkeit koordiniert werden muss.

Humanoide Roboter interagieren mit mehreren Menschen
Das Ziel des im Rahmen des 7. EU-Forschungsrahmenprogramms geförderten Projektes HUMAVIPS ist es, humanoiden Robotern die nötigen perzeptiven Fähigkeiten zu geben, um mit Gruppen von Menschen interagieren zu können. Auf der AUTOMATICA 2012 werden Ergebnisse der Integration von im HUMAVIPS-Projekt entwickelten Algorithmen zur audio-visuellen Fusion, für Tracking und Erkennung der Blickrichtung und zur Identifikation und Klassifikation von Personen präsentiert. Die Forschung und technologische Entwicklung innerhalb dieses Projektes fokussiert sich auf Verfahren zur Wahrnehmung multi-modaler Daten und deren Integration in Modelle und Systeme der Mensch-Roboter Interaktion. Um diese Ziele zu unterstützen, wurden innerhalb des Projektes sowohl ein neuer Kopf mit Stereo-Kameras für den humanoiden Roboter NAO von der Firma Aldebaran Robotics entwickelt als auch eine verbesserte Software-Architektur durch den Bielefelder Partner geschaffen, die die wissenschaftliche Arbeit mit diesem Roboter erleichtert. Weitere Beiträge bestehen in neuen Methoden für die Anpassung von Dialogsystemen an die offene Interaktion mit Menschengruppen und in der Entwicklung einer Integrations-Architektur für ein solches experimentelles Robotik-System.

Interaktionsraum für Mensch-Roboter Kooperation
Um enge Kooperation zwischen Menschen und Robotern zu ermöglichen, ist eine Wahrnehmung und Koordination der beidseitigen Handlungen notwendig. Hierzu wird die Szene durch eine Tiefenkamera beobachtet und analysiert, ein Hintergrundmodell wird dynamisch aufgebaut und Vordergrund-Objekte werden automatisch segmentiert. Der Roboter-Arm greift das freie, zuletzt "aktivierte" Objekt. Die hier präsentierte Forschung zur visuellen 3D-Analyse und Modellierung des Interaktionsraums findet vielfältige Anwendungsbereiche in der Service-Robotik und der flexiblen Unterstützung von Montageaufgaben.

Das Ziel der Bielefelder Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist, technische Systeme für den Menschen intuitiver und leichter bedienbar zu machen. Von Alltagsgeräten bis hin zu Robotern. Mit dem im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern seit 2007 geförderten Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) und dem Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) widmen sich gleich zwei Einrichtungen der Universität Bielefeld der Gestaltung kognitiver Interaktion als Brücke zwischen Mensch und Maschine. Beteiligungen an zahlreichen EU-Forschungsprojekten, Forschungskooperationen mit Partnern in Japan und Nordamerika wie auch die fruchtbare Zusammenarbeit mit Unternehmen – wie im Rahmen der Hightech Strategie der Bundesregierung seit 2012 geförderten Spitzencluster Intelligente Technischen Systeme OstWestfalenLippe „it’s OWL „ - zeugen von der Wettbewerbsfähigkeit der Bielefelder Forschung in einem hoch kompetitiven und zukunftsweisenden Forschungsfeld.

Weitere Informationen im Internet:
www.cit.ec.de www.cor-lab.de

Kontakt:
Stefan Trockel, Universität Bielefeld
Exzellenzcluster Cognitive Interaction Technology
Referent für Wissenschaftskommunikation
Telefon: 0521 106-6568
E-Mail: strockel@cit-ec.uni-bielefeld.de