Bielefelder Roboter begleiten Weltall-Simulation

Drei Wochen sind die Roboter Flobi und Nao im Dauereinsatz gewesen: In einer Isolationsstudie in Köln untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Kognition und Robotik (CoR-Lab) der Universität Bielefeld, wie die intelligenten Assistenzsysteme helfen können, Astronauten körperlich und geistig fit zu halten.

Auf dem Prüfstand waren dabei nicht nur die Menschen, sondern auch die Roboter: Getestet wurden ihre Eignung und Belastbarkeit. Am Samstag endete das Experiment. Professor Dr. Franz Kummert, der die Studie zusammen mit Professorin Dr. Britta Wrede leitet, zieht eine erste Bilanz: „Ich bin stolz auf die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in diesem Projekt – sie haben die enormen Herausforderungen toll gemeistert, die solch eine Langzeitstudie an das Durchhaltevermögen unserer Roboter mit sich bringt.“

Die acht Testpersonen wohnten für 18 Tage auf engem Raum in einem abgeschotteten Bereich des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln. „Sie lebten dort fast so beengt wie im Space-Shuttle“, sagt Kummert. Für Abwechslung sorgten die beiden Roboter Flobi und Nao.

Flobi ist ein sprechender Roboterkopf, der am Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (Cognitive Interaction Technology – CITEC) der Universität Bielefeld entwickelt wurde. Er reagiert mimisch auf sein Gegenüber, indem er Augen, Brauen, Lider und Lippen bewegt. Für das Projekt „SoziRob“, zu dem die Isolationsstudie gehört, haben die Bielefelder Forscher die Hals-, Mund- und Augenmechanik des Roboterkopfs vollständig überarbeitet, um ihn robuster zu machen. Flobis Aufgabe in der Studie war es, die Teilnehmer geistig zu fordern, indem er mit jedem von ihnen täglich einige Partien Memory spielte.

Dabei reagierte der Roboterkopf mit seiner Mimik auf das Gesicht seines menschlichen Mitspielers und er drehte sich in dessen Richtung – das war möglich, weil Flobi fähig ist, die Stimme seines Gegenübers im Raum zu orten und dessen Gesicht visuell auszuwerten. Flobis Kollege, der knapp 60 Zentimeter große Nao, kann sprechen, Personen visuell erfassen und Hände, Arme und Beine bewegen. Der Roboter war für das Sporttraining an Bord der Teststation zuständig. Er leitete jeden der Probanden täglich für eine Stunde beim Spinning auf dem Indoor-Fahrrad an. Er zeigte beispielsweise den Takt für die Geschwindigkeit an und erteilte Anweisungen für die Übungen.

Für den Fall, dass einer der Roboter während der drei Wochen ausfiel, standen Ersatzroboter bereit. „Von ihnen musste aber keiner eingesetzt werden. Flobi und Nao haben zuverlässig gearbeitet“, sagt Dr. Ingo Lütkebohle, verantwortlich für die Planung und Durchführung der Isolationsstudie.

Bereits von Februar bis März hatte das Bielefelder Forschungsteam in einem Kontrollexperiment geprüft, wie sich die dreiwöchige Isolation auf Menschen auswirkt, wenn die Probanden ohne Roboterbegleitung trainieren und spielen mussten. „Ein erster Blick auf die Fragebögen deutet darauf hin, dass das Training mit unseren Robotern im Vergleich persönlicher und deshalb effektiver gewirkt hat. Genaueres lässt sich aber natürlich erst nach der umfassenden Auswertung aller Daten sagen. Dadurch hat sich allerdings unsere Erwartung verstärkt, dass Roboter mit sozialem Verhalten als Interaktionspartner akzeptiert werden“, sagt Franz Kummert.

Das Forschungsprojekt „SoziRob“ wird von der Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert.

Das Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (Research Institute for Cognition and Robotics – CoR-Lab) hat sich zum Ziel gesetzt, Maschinen zu entwickeln, die vom Menschen und seinem Verhalten lernen, sich an den Menschen anpassen und flexibel mit ihm interagieren können. Dafür verbindet das CoR-Lab Ingenieurwissenschaften, Informatik, Neuro- und Geisteswissenschaften sowie Psychologie und Linguistik. Rund 70 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten am CoR-Lab in interdisziplinären Projekten daran, Robotern kognitive Fähigkeiten zu vermitteln. Als Forschungsinstrumente nutzen sie dabei humanoide Roboter wie iCub und NAO sowie industrienahe Robotersysteme. CoR-Lab schlägt dabei die Brücke von Grundlagenforschung hin zu Technologietransfer.

Kontakt:
Prof. Dr. Franz Kummert, Universität Bielefeld
Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab)
Telefon: 0521 106-2929
E-Mail: franz@techfak.uni-bielefeld.de