Mission erfolgreich abgeschlossen: KI verleiht Weltraumrobotern Autonomie
In etwas mehr als einem halben Jahrhundert haben wir uns vom ersten Start eines künstlichen Satelliten der Erde weiterentwickelt hin zu mehr als 250 robotischen Raumfahrzeugen sowie 24 Menschen, die in den Weltraum vorgedrungen sind, um eine wachsende Anzahl und Vielfalt von Objekten in unserem Kosmos zu umfliegen, zu umkreisen, darauf zu landen und zu erforschen. Roboter haben den Wert und die Sicherheit dieser Einsätze deutlich erhöht. Die aktuellen Weltraumroboter, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen, führen vorprogrammierte Aufgaben aus oder werden durch menschliche Bedienung nahezu in Echtzeit angeleitet. Es wird Zeit, dass sie weiterentwickelt werden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CoRob-X wurden die Fähigkeiten eines Teams von kooperativen robotischen Planeten-Rovern mit KI-gestützten Umweltwahrnehmungs- und Steuerungssystemen für die autonome Entscheidungsfindung in extremen Umgebungen erfolgreich demonstriert.
Die autonome Planetenerkundung: ein Wegbereiter für künftige Planetenmissionen
Laut Projektkoordinator Thomas Vögele vom Robotics Innovation Center am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz „versprechen Lavatunnel (unterirdische Planetenhöhlen, die von heißer, fließender Lava gebildet werden) auf dem Mond und auf dem Mars nicht nur wissenschaftlich interessant zu sein, sondern sie sind auch geschützte Orte, an denen potenziell Ausrüstung gelagert oder zukünftige menschliche Lebensräume wie das Monddorf untergebracht werden können.“ In Situationen wie dem Abstieg in und der Erkundung von Lavatunneln ist eine zuverlässige Verbindung zur Kommandozentrale auf der Erde oder in der Mondumlaufbahn nicht möglich. Darüber hinaus erfordern diese und andere Aufgaben die Zusammenarbeit von mindestens zwei Robotern. Kooperative Roboter mit integrierter künstlicher Intelligenz, wie sie im CoRob-X-Projekt getestet wurden, werden benötigt, um diese Orte zu erkunden und für menschliche Raumfahrende vorzubereiten. „Im Projekt CoRob-X wurden Umweltwahrnehmungs- und Kontrollsysteme, die mit KI-Algorithmen erweitert wurden, eingesetzt, um den autonomen Betrieb und die Zusammenarbeit von drei Roboter-Rovern zu ermöglichen, um spezifische Erkundungsaufgaben in anspruchsvollen Umgebungen ohne menschliches Personal zu lösen“, erklärt Vögele. Künftig könnte die KI Roboter in die Lage versetzen, aus den Ergebnissen ihrer Entscheidungen bessere Verhaltensweisen zu erlernen. Wenn zum Beispiel ein Weltraum-Rover beschließt, durch eine Sanddüne zu fahren, und dann beinahe stecken bleibt, kann er durch maschinelles Lernen lernen, sandige Gebiete in Zukunft zu meiden.
KI-gestützte Roboterteams vollbringen Wunder im Weltraum und auf der Erde
CoRob-X sollte beweisen, dass Technologien, die seit 2016 in einer Reihe von Projekten entwickelt wurden, die vom Horizon 2020 Space Strategic Research Cluster (SRC) on Space Robotics finanziert wurden, für künftige komplexe und anspruchsvolle robotische Forschungsmissionen auf Planetenoberflächen genutzt werden können. Diese „Mission“ wurde mit außerordentlichem Erfolg mithilfe von Demonstrationen in einer Lavahöhle auf Lanzarote, Kanarische Inseln, und in einem Minenschacht in Spanien durchgeführt. „Die Feldversuche haben nicht nur die Fähigkeiten autonomer Roboterteams veranschaulicht, sondern auch unseren jungen Forschenden Erfahrungen in der Praxis vermittelt und das europäische Netzwerk der Robotik-Wissenschaft und des Robotik-Ingenieurwesens erweitert“, fasst Vögele zusammen. Die Förderung dieser äußerst wichtigen Robotertechnologien liegt sicherlich im Interesse Europas, auch auf der Erde, da die kooperativen Roboterteams mit integrierter KI bei vielen terrestrischen Anwendungen von der Industrie und dem Bergbau bis hin zur Brandbekämpfung und Umweltüberwachung von Vorteil wären. CoRob-X und die Projekte des Horizon 2020 Space Robotics SRC haben ein wertvolles Vermächtnis für die europäische Weltraumforschungsagenda und das Ökosystem der kooperativen Robotik hinterlassen.
Schlüsselbegriffe
CoRob-X, Robotik, Weltraum, KI, Roboter, Rover, kooperative Roboter, Mond, Mars
