Informationssuche

Wiener Forscher bringen Robotern Neugierde bei

Pflegeroboter „HOBBIT“

(Bild: APA)

Maschinen sind bekannt dafür, mit hoher Verlässlichkeit genau das zu tun, wofür sie gebaut wurden. Im Gegensatz zu Menschen sind sie allerdings schnell überfordert, wenn Qualitäten wie eigenständiges Denken oder Neugierde gefragt sind. Weltweit arbeitet die Forschung daher daran, die Fähigkeiten von Robotern zu erweitern, so auch in Österreich. Eine Gruppe um den Robotiker Markus Vincze von der TU Wien hat nun Robotern beigebracht, Unwissen zu erkennen und sich die fehlenden Informationen aktiv selbst aus dem Internet zu besorgen.

Herkömmliche Roboter können eng umschriebene Aufgaben in bekannter Umgebung mit großer Präzision und Geschwindigkeit ausführen. Wie die sprichwörtliche Kuh vorm neuen Tor verhalten sich viele Systeme aber, wenn ihnen der Umgang mit einer Sache nicht geläufig, sprich einprogrammiert ist. Wenn es zukünftig daran geht, Roboter auch komplexere Aufgaben in wechselnden Umgebungen zu übergeben, brauchen sie jedoch eine gewisse Fähigkeit zur Eigenständigkeit und so etwas wie Neugierde.

Die Forschungsgruppe um Markus Vincze vom Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien arbeitet im Rahmen eines vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts an Ansätzen, die die Systeme befähigen, ihren Horizont ein Stück weit selbst zu erweitern. Der erste entscheidende Schritt dorthin sei es aber, überhaupt erst zu erkennen, dass etwas tatsächlich ein Objekt ist. „Das kann bereits schwierig sein, etwa, wenn mehrere Gegenstände sich nicht genau trennen lassen, weil sie sich zum Teil überdecken“, so Vincze.

Ist ein Ding erstmal bildlich erfasst, muss das System ein dreidimensionales Modell davon konstruieren. Nur so kann der Roboter das Objekt auch angreifen und aufheben. Während kleine Kinder bereits ab dem ersten Lebensjahr Dinge intuitiv räumlich wahrnehmen, ist der Aufwand, um ähnliches technisch zu leisten, bereits enorm, heißt es.

(Bild: thinkstockphotos.de)

Forscher bringen Roboter „googeln“ bei
Das Wiener Forschungsteam interessiert sich besonders dafür, was passiert, wenn eine Sache gar nicht erkannt wird - wenn also ein Roboter ein Foto des vor ihn stehenden Objekts mit seiner Datenbank vergleicht, aber keine ausreichende Übereinstimmung feststellt. Die Maschine muss also auch wissen, was sie nicht weiß. Ist das der Fall, „soll der Roboter ein Bild davon machen und sich im Internet auf die Suche machen“, so die Idee der Wissenschaftler.

Mittels Analysen von Fotos und den dazugehörigen Bildtexten, die unter anderem die Google-Bildersuche ausspuckt, optimierte das Team Schritt für Schritt die Suchalgorithmen. Zusammen mit Kooperationspartnern aus Italien, Frankreich und Großbritannien testeten die Forscher ihren Zugang mit dem in früheren Projekten entwickelten mobilen Pflegeroboter „HOBBIT“. Der ist für den Einsatz in Altersheimen konzipiert, wo er beispielsweise beim Suchen verlorener Gegenstände helfen soll.

(Bild: APA/HELMUT FOHRINGER)

Noch ein weiter Weg
Im Praxistest wurde der Roboter etwa mit zehn typischen Büro-Utensilien, wie Tastatur, Maus oder Locher auf einem Schreibtisch konfrontiert. Die Wissenschaftler löschten dann eines dieser Objekte aus der Datenbank und „HOBBIT“ sollte sich dann selbst auf die Suche nach Information dazu machen. Besonders erfolgreich war der Roboter, wenn sich in der Umgebung des gesuchten Objekts thematisch dazu passende andere Dinge befanden. War etwa hauptsächlich Geschirr auf dem Tisch und das gesuchte Ding ebenfalls ein Küchenutensil, tat sich das System leichter beim Auffinden und Einordnen des gesuchten Gegenstands. „Die Kontext-Information lässt sich analysieren und zielführend verwenden, und die Suche einschränken“, so Vincze.

Bis zur wirklichen Eigenständigkeit von Robotern sei es aber noch ein weiter Weg: „Der Mensch muss nach wie vor oft eingreifen.“ Bis Roboter eine ähnliche Eigenständigkeit wie Menschen entwickeln können, werde es noch Jahrzehnte dauern, prognostiziert Vincze - man arbeite daran.