Roboter lernt lesen wie der Mensch

Im Fachbereich Informatik der Fachhochschule Gelsenkirchen hat ein Roboter unter der Anleitung von Prof. Dr. Hartmut Surmann und Student Christoph Schäfer lesen gelernt, damit er sich in Gebäuden anhand von Türschildern orientieren kann. „Die Aufgabe war durchaus innovativ“, so Surmann, „bisher orientierten sich Roboter nämlich durchweg über Koordinatensysteme und nicht, indem sie dieselben Systeme nutzen wie wir Menschen.“

Im Freien geht das mit dem Koordinatensystem noch ganz gut, weil (fast) überall die eigenen Koordinaten und damit der eigene Standort von den GPS-Satelliten (GPS: Globales Positions-System) abgerufen werden kann. In geschlossenen Gebäuden muss sich der Roboter erst ein eigenes Koordinatensystem erzeugen. „Besser wäre es, der Roboter würde in (öffentlichen) Gebäuden die ohnehin im Regelfall vorhandenen Türschilder lesen können, dann wüsste er genau wie der Mensch, wo er ist und wie er zum Ziel kommt“, erläutert Surmann die Idee.

Die Umsetzung wurde möglich, so der Experte, weil es inzwischen preiswerte, hochauflösende Digitalkameras mit mehrfachem optischem Zoom gibt. Eine solche ist das Kernelement des Leseroboters, den Student Christoph Schäfer (24) als Abschlussarbeit im Studiengang „Angewandte Informatik“ baute und programmierte. Dabei durchlief der Roboter die gleichen Lernschritte wie der Mensch, wenn er durch Schule und Leben die Orientierung in Gebäuden lernt.

Als erstes musste der Roboter speichern, woran er ein Türschild erkennt. Dann brauchte er eine Routine, mit der er beim Abfahren eines Flures die Türschilder findet. Im dritten Schritt zoomt er mit seiner Kamera auf das Türschild in Großaufnahme und fotografiert es. Als letztes kommt das eigentliche Lesen, wobei Robotertüftler Christoph Schäfer auf Standard-OCR-Programme zurückgriff (Optical Character Recognition), die aus dem Bild eines Buchstabens das Verstehen eines Buchstabens und damit das Verstehen ganzer Wörter ableiten. „Anders liest auch der Mensch nicht“, vergleicht Surmann, „Buchstaben sehen, Buchstaben verstehen, Buchstaben zu Wörtern zusammensetzen, Sinn ableiten, Inhalt anwenden.“

Alles zusammen kostet ein solcher lesender mobiler Roboter nicht viel mehr als 1000 Euro haben Surmann und Schäfer ausgerechnet und natürlich sind sie der Meinung, dass alle Serviceroboter, die den Menschen unterstützen sollen, lesen können müssen. Genutzt werden könnte er zum Beispiel als Lotse, der Besucher in großen Firmen zum Zielort bringt. Oder als virtueller Begleiter, wenn Menschen per Internet durch ein Gebäude streifen wollen oder in Rechnerspielen unbekannte Burgen erkunden. Wer sehen will, wie der Roboter Türschilder liest, kann das im Video: youtube.com/RoblabFHGe, Film „OCR in Robotics“.

Noch hat die Fachhochschule keinen solchen Lotsen an der Pforte stehen. Surmann und Schäfer kümmern sich jetzt erst mal um die wissenschaftliche Veröffentlichung ihrer Ergebnisse und darum, den lesenden Roboter in der Fachwelt bekannt zu machen. Für seine Abschlussarbeit hat Schäfer übrigens ein „sehr gut“ bekommen und studiert jetzt den aufbauenden Master-Studiengang in Medieninformatik an der Fachhochschule Gelsenkirchen.

Ihr Medienansprechpartner für weitere Informationen:
Prof. Dr. Hartmut Surmann, Fachbereich Informatik der Fachhochschule Gelsenkirchen, Telefon (0209) 9596-777 oder 9596-483 (Dekanatssekretariat), Telefax (0209) 9596-540, E-Mail hartmut.surmann@fh-gelsenkirchen.de