Einfachere Lernprozesse für Roboter als Turbo für die Industrie 4.0
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Einem Roboter Aufgaben beibringen, ohne selbst über Programmierkenntnisse zu verfügen? Ein Roboter, der das Erlernte an andere Roboter weitergibt? Ist das möglich? Das MIT hat ein neues Protokoll entwickelt, das der Robotik neue Möglichkeiten erschließt.
Wir Menschen stützen uns auf unsere Erfahrung bzw. unsere Intuition, um an eine neue Aufgabe heranzugehen. Einem Roboter muss sie erst beigebracht werden. Dieses Lernen erfolgt auf zwei Arten: durch Programmieren oder durch Vorzeigen der zu verrichtenden Aufgabe durch einen Menschen und Nachahmung durch den Roboter. Beide haben Nachteile: die erste Methode ist sehr zeitaufwändig und erfordert einen versierten Programmierer, bei der zweiten ist der Roboter nicht in der Lage, das Gelernte auf andere Aufgaben zu übertragen.
Forscher des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) des MIT sind jetzt einen großen Schritt vorangekommen. Sie haben C-LEARN entwickelt, ein Verfahren, mit dem der Lernprozess beschleunigt werden kann. Auch ohne Programmierkompetenzen wäre es damit ein Leichtes, Robotern neue Funktionen beizubringen, die sie dann ihrerseits ihren Artgenossen vermitteln könnten.
Wie funktioniert das? Ein Bediener bringt dem Roboter je nach Handling-Erfordernissen Grundkenntnisse im Ergreifen eines Gegenstands bei. Er bedient sich dann einer 3D-Schnittstelle, um dem Roboter die zu verrichtende Aufgabe zu zeigen. Dabei werden alle wichtigen Einzelschritte angegeben, die von der Maschine auszuführen sind, damit der Ablauf in der richtigen Reihenfolge erfolgt.
„Robotik wird nur dann Zukunft haben, wenn sie mehr Menschen offen steht.“
Die Versuche erfolgten mit Optimus, einem kleinen Minenräumroboter mit zwei Armen, der die Aufgaben dann Atlas beigebracht hat, einem 1,80 großen und 180 kg schweren Roboter von ganz anderer Konstitution. Atlas hat dann diese Aufgaben ohne menschliches Eingreifen ausgeführt. Was über den Gewinn an Anpassungsfähigkeit und Flexibilität von Maschinen hinaus wesentlich ist, ist dieser Lernprozess zwischen Mensch und Roboter.
Ein neuer Schritt in die Industrie von morgen?
Die Welt der Industrie sieht das MIT-Protokoll mit großem Interesse. „Für die Robotik bisher bremsend war die Meinung, dass zur Nutzung von Robotern versierte Ingenieure und Programmierer unumgänglich sind“, merkt Jérémie Pedros an, Leiter der BU Actemium Toulouse Robotique & Automation (Groupe VINCI Energies). „Bei einfachen Anwendungen trifft das jedoch nicht zu. Robotik wird nur dann Zukunft haben, wenn sie mehr Menschen offen steht. Deshalb muss auch Nichtfachleuten die Möglichkeit geboten werden, Roboter zu verwenden und zu programmieren.“
Wie Jérémie Pedros ausführt, hat sich die Sicht über den Einsatz von Robotern in der Industrie seit den 1990-ern verändert: von einer extremen Robotisierung ist man heute auf einen Ansatz übergegangen, der den Menschen in den Mittelpunkt der Fabrik stellt und der bei der Robotisierung das richtige Gleichgewicht anpeilt, je nach Verfahren, Gefahr für den Menschen und Schwierigkeit, vom Menschen überhaupt realisiert werden zu können. „Das erfordert sehr viel mehr Mensch-Maschine-Kontakte wie beispielsweise bei Cobots“ (mit Menschen zusammenarbeitende Roboter).
„Alles was diese Beziehungen angeht, vor allem die Lernprozesse zwischen Mensch und Roboter, ist natürlich für Cobotics in der Industrie von Belang“, führt er weiter aus. „In der Luftfahrt gibt es beispielsweise eine Reihe von Verfahren, die mit menschlichen Handgriffen und Know-how verbunden sind.“
13/02/2018
