Neue Horizonte der Robotik erschließen

Assistive Technologien, Verhütung von Verletzungen bei der Arbeit und Biomimetik beim Entwurf zukünftiger Robotiksysteme: Hören Sie zu, um mehr über die Roboter der Zukunft zu erfahren.

Digitale Wirtschaft

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CORDIScovery Podcast – Folge #44 – Neue Horizonte der Robotik erschließen Hierbei handelt es sich um eine KI-Transkription. 00:00:00:00 - 00:00:38:10 Abigail Acton Sie hören CORDIScovery. Herzlich willkommen zu dieser Folge von CORDIScovery. Ich bin Abigail Acton und begrüße Sie. Die Robotik ist ein Gebiet, das schnelle Veränderungen durchläuft. Kostengünstigere Hardware rückt die Forschung in zugänglichere Bereiche, und dank der Fortschritte in der künstlichen Intelligenz verlagert sich nun der Schwerpunkt von körperlichen Höchstleistungen, die von teuren Robotern erbracht werden, auf den Bau von Allzweck-Robotergehirnen in Form neuronaler Netzwerke. 00:00:38:12 - 00:01:02:04 Abigail Acton Ein kürzlich am Massachusetts Institute of Technology erzielter Durchbruch verschiebt die Grenzen der robotischen Intelligenz, wobei die traditionellen Datentrainingsverfahren an Bedeutung verlieren. Die MIT-Forschenden haben sich zum Ziel gesetzt, die hinter großen Sprachmodellen wie GPT-4 verborgenen Methoden zu imitieren. Dieser neuartige Ansatz verspricht revolutionäre Veränderungen in der Art und Weise, wie Roboter lernen, sich anpassen und mit ihrer Umwelt interagieren. Worin genau bestehen die neuesten Entwicklungen in der Robotik? 00:01:02:04 - 00:01:26:04 Abigail Acton Zu Hause, auf der Arbeit und auf dem Feld? Was kann eine neuartige assistive Technologie leisten, damit Menschen besser unabhängig leben können? Können Roboter hilfreich dabei sein, Verletzungen bei der Arbeit zu verhindern? Und wie kann die Biomimetik das Design zukünftiger Robotiksysteme beeinflussen? Unsere drei Gäste, die alle Unterstützung im Rahmen der Wissenschaftsfinanzierungsprogramme der Europäischen Kommission erhielten, werden uns über ihre Arbeit an der Beantwortung dieser und weiterer interessanter Fragen berichten. 00:01:26:06 - 00:01:40:24 Abigail Acton Mac MacLachlan ist Professor für Psychologie und soziale Inklusion sowie Kodirektor des Instituts für assistives Leben und Lernen an der Maynooth University in Irland. Er interessiert sich ganz besonders für innovative Technologien, die den Menschen dabei helfen, länger unabhängig zu bleiben. Hallo Mac. 00:01:41:01 - 00:01:42:23 Mac MacLachlan Hallo Abigail. Ich freue mich, dabei zu sein. 00:01:43:00 - 00:01:59:19 Abigail Acton Ich freue mich, dass Sie hier sind. Arash Ajoudani ist Leiter des Labors für Mensch-Roboter-Schnittstellen und -Interaktion am Italienischen Institut für Technologie. Sein Interesse gilt der physischen Mensch-Roboter-Interaktion, der mobilen Manipulation sowie der Assistenz- und Telerobotik. Hallo Arash. Herzlich willkommen. 00:01:59:19 - 00:02:01:06 Arash Ajoudani Hallo. Es ist gut, hier dabei zu sein. Vielen Dank. 00:02:01:08 - 00:02:15:13 Abigail Acton Tim Landgraf, Professor am Dahlem Center for Machine Learning and Robotics an der Freien Universität Berlin, untersucht das Sozialverhalten von Guppys und Bienen, um biologische Intelligenz zu verstehen und künstliche Intelligenz zu optimieren. Willkommen Tim. 00:02:15:15 - 00:02:17:05 Tim Landgraf Hallo Abigail. Ich freue mich, dabei sein zu dürfen. 00:02:17:07 - 00:02:36:03 Abigail Acton Großartig. Sehr schön, dass Sie da sind. Mac, ich wende mich zuerst an Sie. Mit dem Projekt SHAPES wird das Ziel verfolgt, den großangelegten Einsatz digitaler Technologien für ein gesundes und unabhängiges Leben auf den Weg zu bringen. Ein Werkzeug, das im Rahmen des Projekts erforscht wurde, ist der Roboter Kompaï-3 Assist. Mac, können Sie uns erklären, bei der Bewältigung welcher Herausforderungen die Robotik uns helfen könnte? 00:02:36:05 - 00:03:01:03 Mac MacLachlan Aber natürlich, Abigail. Vielen Dank. Eine der großen Herausforderungen, die sich vor allen Ländern Europas auftürmen, sind die demografischen Veränderungen. Wir verfügen nun über sehr erfolgreiche Gesundheitsversorgungssysteme in Europa, was bedeutet, dass es jetzt hier mehr Menschen gibt, die länger leben. Aber es gibt zudem eine demographische Verschiebung, sodass weniger Menschen geboren werden. 00:03:01:05 - 00:03:32:11 Mac MacLachlan Werden diese beiden Tatsachen zusammengezählt, so ergibt sich ein größerer Bedarf bei einem geringeren Angebot. Schauen wir zum Beispiel bis ins Jahr 2030, so schätzt die WHO, dass vier Millionen Arbeitskräfte fehlen werden. 58 % davon sind Fachkräfte der Gesundheits- und Krankenpflege. 28 % davon betreffen andere Angehörige der Gesundheitsberufe und Fachkräfte im Sozialwesen, und 15 % davon werden Ärztinnen und Ärzte sein. 00:03:32:13 - 00:03:42:02 Mac MacLachlan Die Herausforderung besteht somit darin, wie wir in den kommenden Jahren eine personalisierte Gesundheitsversorgung für die Menschen in ihren Gemeinschaften, idealerweise in ihrem Zuhause, bereitstellen können. 00:03:42:04 - 00:03:52:12 Abigail Acton Ja, so ist das. Es gibt ganz offensichtlich eine zwingende Notwendigkeit. Es ist förmlich zu spüren, dass die Uhr tickt. Können Sie mir ein wenig über die Arbeit erzählen, die im Zuge des Projekts SHAPES geleistet wurde, damit Roboter zu einer praktikableren Option werden? Berichten Sie bitte. 00:03:52:14 - 00:04:20:15 Mac MacLachlan SHAPES steht für Smart and Healthy Aging through empowering People by Engaging in Systems, d. h. intelligentes und gesundes Altern durch Befähigung der Menschen zur Einbindung in Systeme, und Befähigung ist das Schlüsselwort in dieser Abkürzung. Denn wir wollen den Menschen Technologien verschaffen, dank derer sie bequem zu Hause in ihren Gemeinschaften leben können. Aber es gibt keine einzelne Technologie, die das leisten kann. Sie brauchen tatsächlich ein ganzes Spektrum verschiedener Technologien. 00:04:20:15 - 00:04:51:11 Mac MacLachlan Einige davon können große Datenpools in der Cloud sein, andere Aspekte können Sensoren in den Wohnungen der Menschen sein. Und bei einigen das Zuhause und weitere Dinge betreffenden Aspekte können andere Formen wie Datenseen oder das Datenschürfen eine Rolle spielen. Das Wichtigste ist, dass jedes Stückchen Technologie in der Lage sein sollte, mit all diesen anderen Technologieteilen zu kommunizieren. Wenn die Aufgabe darin besteht, integrierte Dienstleistungen und integrierte Pflege anzubieten, wird ein Roboter gebraucht, der mit den anderen, für diese Person relevanten Informationsquellen kommunizieren kann. 00:04:51:13 - 00:05:15:24 Mac MacLachlan Im Rahmen des Projekts SHAPES wurde versucht, eine Art Ökologie zu schaffen, die die technischen Anforderungen an die Bereitstellung eines Roboters in Verbindung mit den anderen Arten verfügbarer Technologien, aber auch die sozialen Anforderungen und tatsächlich die ordnungspolitischen Probleme und ethischen Fragen im Zusammenhang mit dem Datenschutz, dem Schutz der Privatsphäre und so weiter berücksichtigt. 00:05:16:02 - 00:05:31:00 Abigail Acton Okay. Großartig. Können Sie uns bitte etwas mehr über den Kompaï-3-Roboter erzählen, was er kann und ob Sie über Rückmeldungen von Nutzerinnen und Nutzern verfügen, wie er ihnen ihrer Meinung nach geholfen hat? Es wäre interessant zu erfahren, welche Auswirkungen dieser Roboter auf das Leben der Menschen ausübt. 00:05:31:02 - 00:05:54:06 Mac MacLachlan Ja, sicher. Ja, so ist das. Vielen Dank. Wir hatten, denke ich, 56 verschiedene Partner, die sich an diesem Projekt beteiligten. Und einer davon war Kompaï robotics. Wir freuen uns sehr, mit ihnen zusammenzuarbeiten, da sie zu den führenden Unternehmen auf diesem Gebiet zählen. Und ihr Kompaï-3 ist ein Roboter, der von der Größe her fast schulterhoch ist. 00:05:54:06 - 00:06:17:16 Mac MacLachlan Es hat eine breitere Basis und verjüngt sich nach oben hin, wo sich dann ein menschenähnliches Gesicht befindet. Dabei gibt es entsprechend der Bedürfnisse der Person eine Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten. Er kann zum Beispiel ein Gesprächspartner sein, der Fragen beantwortet oder Informationen liefert, um das Gefühl der Einsamkeit zu mildern. 00:06:17:18 - 00:06:26:23 Mac MacLachlan Andererseits könnte er eine Person anleiten, die beim Laufen eine Gangrehabilitationsübung ausführt. 00:06:27:03 - 00:06:33:13 Abigail Acton Wenn Sie von einer Gangrehabilitation sprechen, dann meinen Sie damit, dass versucht wird, gebrechlichen Personen zu einem stabileren und robusteren Gang zu verhelfen? 00:06:33:15 - 00:07:03:22 Mac MacLachlan Jawohl, genau so ist es. Und er kann ihnen sowohl als Stütze dienen als auch Rückmeldung darüber geben, wie sie bei diesem Vorhaben vorankommen. Ebenso können manche Menschen mit zunehmendem Alter auch kognitive Probleme haben. So kann Kompaï-3 an die Medikamenteneinnahme erinnern und sie überwachen. Und die langfristige Einhaltung der Medikation beobachten. Außerdem gilt es natürlich zu beachten, dass Stürze für manche Menschen mit zunehmendem Alter eine besondere Herausforderung darstellen. 00:07:03:24 - 00:07:33:24 Mac MacLachlan Ein weiteres Merkmal von Kompaï-3 ist, dass er sich in der Wohnumgebung eines Menschen zurechtfinden kann. Es ist klar, dass bei manchen Menschen mit zunehmendem Alter Seh- oder Hörschwierigkeiten oder kognitive Schwierigkeiten oder sogar Mobilitätsprobleme auftreten. Dann kann der Kompaï-Roboter auf verschiedene Arten dazu beitragen, dass die Menschen ihre Unabhängigkeit bewahren und, was wichtig ist, innerhalb ihrer eigenen Gemeinschaft leben können. 00:07:34:05 - 00:07:46:14 Abigail Acton Super. Und gab es Feedback von den Nutzerinnen und Nutzern? Haben Sie gehört, dass es den Menschen leicht fällt, mit dem Roboter zu interagieren, oder zögern die Menschen eher? Wie sehen die Rückmeldungen dazu aus? 00:07:46:17 - 00:08:18:04 Mac MacLachlan Im gesamten Verlauf des Projekts, aber auch in Bezug auf Kompaï-3, waren die Leute extrem begeistert von der Technologien. Und das ist eine wirklich gute Frage, denn wir denken oft, dass ältere Menschen eher weniger offen für neue Wege, Dinge zu erledigen, und Technologien sind. Ich glaube, dass eines der Dinge, die wir bei der Arbeit an diesem Projekt herausgefunden haben, darin besteht, dass die Menschen das Gefühl bekommen, dass sie viel mehr Mitspracherecht erhalten, wenn die Technologie gemeinsam mit ihnen entworfen und entwickelt wird, und dass sie dann relevanter für sie ist. 00:08:18:04 - 00:08:44:09 Mac MacLachlan Tatsächlich sind sie diesen Technologien gegenüber unglaublich aufgeschlossen. Im Rahmen des Projekts wurden dem Kompaï-3-Roboter zum Beispiel neben der bereits erwähnten Gangrehabilitation weitere Funktionen wie Gesichtserkennung und die natürliche Sprachinteraktion mit Menschen hinzugefügt. Denn sie sind der Schlüssel zu diesen personalisierten Dienstleistungen. 00:08:44:13 - 00:09:04:13 Abigail Acton Ja, so ist das. Damit sich die Menschen in ihrer Nähe wohler fühlen und sie besser akzeptieren. Ja, das ist ausgezeichnet. Die 60-Millionen-Dollar-Frage lautet also: Wann können wir tatsächlich mit Robotern für Pflegeszenarien dieser Art rechnen? Meine Mutter ist schon älter und lebt zu Hause. Wissen Sie, vielleicht wäre es für sie in Zukunft ganz nett, so etwas um sich zu haben. Wie sieht es mit der Akzeptanz auf dem Markt aus? 00:09:04:18 - 00:09:33:08 Mac MacLachlan Ich denke, dass es bereits Roboter gibt, die für Assistenz zuständig sind. In Japan beispielsweise ist die gesellschaftliche Akzeptanz von Robotern, soweit ich weiß, viel höher. Wir hier in Europas stehen da vor einer interessanten Herausforderung. Es geht vielleicht weniger um die technische Herausforderung, wozu ein Roboter in der Lage ist, sondern eher um die soziale Herausforderung in Bezug auf das Gefühl, dass eine Beziehung zu einem Roboter, wenn man das so ausdrücken möchte, in Ordnung ist, dass ein Roboter eine sichere Sache ist. 00:09:33:11 - 00:09:43:14 Mac MacLachlan Dass ein Roboter etwas vertrauenswürdiges ist, und dass ein Roboter insgesamt einen sinnvollen Beitrag dazu leisten kann, das Leben der Menschen zu verbessern und ihr Wohlbefinden zu unterstützen. 00:09:43:18 - 00:09:51:04 Abigail Acton Ausgezeichnet. Vielen Dank, dass Sie uns von Ihrer Arbeit erzählt haben. Das ist wirklich faszinierend. Was denken Sie: Wozu werden die Assistenzroboter in zwanzig Jahren in der Lage sein? 00:09:51:06 - 00:10:16:15 Mac MacLachlan Ja, so ist das. Das ist eine sehr schöne Frage. Ich meine, wir können zwischen Assistenzrobotern, die Menschen bei bestimmten Aufgaben helfen, die erledigt werden müssen, und Begleitrobotern unterscheiden, die den Menschen das Gefühl geben, dass sie begleitet werden, dass andere um sie herum sind, seien es andere Menschen oder andere Dinge, die ihnen helfen und sie betreuen. 00:10:16:17 - 00:10:42:12 Mac MacLachlan Und ich denke, dass diese Unterscheidung, die mentale Barriere zu überwinden und zu denken, dass ein Roboter nicht nur konkret helfen, sondern auch umsorgen, sich kümmern kann, bei diesen Begleitrobotern sehr wichtig sein wird. Außerdem nehme ich an, dass Assistenzroboter den Menschen mehr Arten von Hilfeleistungen bieten werden, aber ich vermute, dass sie auch mehr Merkmale eines Begleitroboters annehmen werden. 00:10:42:18 - 00:10:49:14 Abigail Acton Ausgezeichnet. Ich danke Ihnen vielmals. Das erinnert mich an die Roboterrobbe, die in Japan entwickelt wurde, um Menschen mit Demenz zu helfen. Genau. 00:10:49:14 - 00:10:50:20 Mac MacLachlan Die junge Robbe Paro. 00:10:50:22 - 00:10:51:18 Abigail Acton Paro, ja, danke. Ja, das ist richtig. 00:10:51:18 - 00:10:53:01 Mac MacLachlan Ja, natürlich. 00:10:53:01 - 00:11:16:14 Abigail Acton Und wie sehr die Menschen sie liebten und akzeptierten und froh waren, sie zu haben. Großartig. Ich danke Ihnen sehr. Super. Vielen Dank. Arash, ich wende mich jetzt an Sie. Das Projekt SOPHIA hat sich zum Ziel gesetzt, eine neue Generation sozial kooperativer menschlicher Robotiksysteme zu entwickeln, die in direkten sozialräumlichen Kontakt mit Menschen treten können, um deren Notlagen oder Bedürfnisse wahrzunehmen, zu verstehen und darauf zu reagieren. 00:11:16:18 - 00:11:37:05 Abigail Acton Sie haben sich nun ausgehend von der Assistenztechnologie mehr der industriellen Seite und dem Einsatz von Robotern in diesem Szenario zugewandt. Ihr Projekt weist zwei Hauptaspekte auf. Können Sie uns etwas über die Verhütung von Verletzungen wie beispielsweise Rückenschmerzen berichten, die Millionen Arbeitskräfte betreffen und die langfristige gesundheitliche und finanzielle Folgen haben? Was wurde im Rahmen von SOPHIA dafür entwickelt? 00:11:37:07 - 00:12:12:01 Arash Ajoudani Vielen Dank für die Frage, Abigail. Das Team von SOPHIA befasste sich mit der Lösung arbeitsbedingter Gesundheitsprobleme. Der alarmierende Faktor lautete, dass wir in Europa jährlich etwa 240 Milliarden EUR an Produktivitätsverlusten und Problemen im Zusammenhang mit den Versicherungen und allem, was die Arbeitskräfte betrifft, zu verzeichnen haben, denn die Fehlzeiten und all das hängen hauptsächlich mit arbeitsbedingten Muskelerkrankungen zusammen, die sich die Arbeitskräfte heutzutage bei sich wiederholenden oder schweren Aufgaben in der Fertigung, im Lager und in der Logistik zuziehen. 00:12:12:03 - 00:12:38:09 Arash Ajoudani Das ist ein alarmierender Faktor, der nicht ausreichend Beachtung findet. Ich denke, die größte technologische Lücke ist, dass die heutigen Überwachungssysteme, die überprüfen, wie die Menschen ihre Arbeit hinsichtlich der Ergonomie ausführen, ziemlich veraltet sind. Sie sind meist eher körperhaltungsorientiert, d. h. sie berücksichtigen nicht wirklich, wie externe Belastungen und verschiedene dynamische Faktoren in der Umwelt das Wohlbefinden von Menschen beeinflussen können. 00:12:38:09 - 00:13:03:01 Arash Ajoudani Und es geht ganz allgemein eher um die Wirtschaftlichkeit von Menschen, die ihre Arbeit erledigen. Unser erstes wirklich wichtiges Ziel lautete somit, hier revolutionäre Veränderungen zu bewirken. Können wir einige neue Methoden bereitstellen, die uns in Echtzeit zeigen, wie eine Arbeitskraft kurz- oder langfristig ermüdet, und wie diese körperlichen Interaktionen das Wohlbefinden der Person tatsächlich verändern können? 00:13:03:01 - 00:13:06:24 Arash Ajoudani Das war der erste wichtige Meilenstein, den wir erreichen konnten. 00:13:07:02 - 00:13:19:01 Abigail Acton Okay. Vielen Dank. Können Sie uns ein wenig über die tragbaren Roboter erzählen, wo sie am Körper getragen werden und wie sie Daten an irgendein System zurücksenden, das Veränderungen bewirken kann? 00:13:19:05 - 00:13:52:14 Arash Ajoudani Auf jeden Fall. Die tragbaren Roboter, wir nennen sie Wearbots, sollen alle notwendigen Daten erhalten, um diese digitalen Modelle zu erstellen und uns mitzuteilen, wie sich die dynamischen Zustände in der menschlichen Beweglichkeit und den menschlichen Gelenken verändern. Diese tragbaren Roboter werden uns über die Körperhaltung der Person, über die Beschleunigung und einige mögliche muskuläre Aktivitäten der Menschen bei der Ausführung von Tätigkeiten informieren. 00:13:52:14 - 00:14:16:07 Arash Ajoudani Warum wir versuchen, tragbare Roboter zu verwenden, hängt mit dem Schutz der Privatsphäre zusammen, denn wir versuchen, den Einsatz von Kameras zu minimieren. Außerdem ist in überfüllten Räumen der Einsatz von Kameras meist nicht problemlos möglich, um die Körperhaltung von Personen zu erkennen, vor allem, wenn sich die Person zum Beispiel zwischen Paletten oder in einem sehr engen Flugzeuggang befindet und versucht, Dinge zu montieren. 00:14:16:11 - 00:14:28:08 Arash Ajoudani Die tragbaren Systeme wahren somit nicht nur die Privatsphäre, sondern können auch aussagekräftige Daten liefern, aber sie bringen natürlich auch einige Probleme mit sich, etwa im Hinblick auf die Hygiene. 00:14:28:10 - 00:14:37:06 Abigail Acton Großartig. Ich danke Ihnen sehr. Und das Teil wird dann um den Rücken geschnallt oder wird es an den Armen angelegt? Wo genau kommt es denn eigentlich am Körper hin? 00:14:37:08 - 00:14:56:00 Arash Ajoudani Es geht um wichtige Gelenke und wichtige Schlüsselpunkte des Körpers, an denen wir messen wollen. Nehmen wir an, es geht um einige quantitive Werte und wir arbeiten dann an Hinweisen auf die Belastung. Diese tragbaren Systeme dienen nicht nur der Messung, sondern können uns auch Feedback liefern. 00:14:56:00 - 00:15:13:07 Arash Ajoudani Eine Art vibrierender taktiler Modus signalisiert der Arbeitskraft, dass zum Beispiel ihre Schulter überlastet ist: Wenn Sie auf diese Weise weiterarbeiten, werden Sie auf lange Sicht einige Probleme bekommen. Und dieses Feedback wird reduziert, wenn die Arbeitskraft ihre Körperhaltung ändern kann. 00:15:13:07 - 00:15:30:13 Abigail Acton Das ist fantastisch. Es ist sozusagen wie eine haptische Rückmeldung, die piepst, wenn etwas nicht wirklich gut gemacht wird, und das Piepsen wird immer weniger, wenn diese Haltung korrigiert wird. Ich denke, das ist wunderbar. Aber das ist nicht die einzige Sache, die im Zuge von SOPHIA angepackt wurde. Sie haben sich auch mit dem Konzept der kollaborativen Roboter befasst. Können Sie uns bitte ein wenig über Cobots berichten? 00:15:30:17 - 00:15:56:13 Arash Ajoudani Ganz genau. Cobots sind im Grunde kollaborative Roboter, die Synergien zwischen Menschen erschaffen und die Arbeitsaufgaben übernehmen können. Im Zusammenhang mit SOPHIA sollten sich jedoch die Cobots, anders als sonst, nicht nur auf die Aufgabe konzentrieren, sondern auch versuchen, die Befindlichkeit der Menschen in Bezug auf Ergonomie sowie den physischen und kognitiven Zustand zu verbessern. Wir haben diese Modelle, digitale Modelle des Menschen, in die Optimierung und in die Steuerungssysteme dieser kollaborativen Roboter eingebracht. 00:15:56:19 - 00:16:10:14 Arash Ajoudani Diese Roboter könnten sich also neu konfigurieren, könnten ihre Arbeitsweise ändern, sodass diese neue Art der Zusammenarbeit mit den Menschen nicht nur zur Beschleunigung oder Verbesserung der Produktivität beiträgt, sondern gleichzeitig auch die Ergonomie der Menschen, die mit ihnen arbeiten, verbessern kann. 00:16:10:16 - 00:16:14:04 Abigail Acton Okay, ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich das verstehe. Können Sie mir ein konkretes Beispiel nennen? 00:16:14:04 - 00:16:35:03 Arash Ajoudani Ja, so ist das. Stellen Sie sich ein ganz einfaches Beispiel vor. Ein Roboter reicht Ihnen einen zwei Kilogramm schweren Bohrer. Verstehen Sie? Oder jedes beliebige Werkzeug, mit dem Sie arbeiten sollen. Es gibt eigentlich unendlich viele Stellen im Raum, an denen der Roboter es an Sie übergeben kann. Aber es gibt nur eine Stelle, die den optimalen Arbeitsraum bietet, die Sie bevorzugen, um diese Aufgabe zu erledigen. 00:16:35:03 - 00:17:01:00 Arash Ajoudani Und diese Stelle hat außerdem die geringsten Auswirkungen auf Ihren Körper in Bezug auf Ergonomie, weil jedes Kilogramm oder jedes Gramm, das Sie als externe Last hinzufügen, Auswirkungen auf Ihre Gelenke hat, richtig? Wenn Sie das mit acht Stunden pro Tag und 300 Tagen pro Jahr multiplizieren, sind wirklich schlimme Folgen vorstellbar. Die Roboter in diesem einfachen Beispiel werden Ihnen das Objekt bei minimalen Auswirkungen auf Ihre Gesundheit und maximalen Auswirkungen auf Ihre Produktivität übergeben. 00:17:01:00 - 00:17:01:14 Abigail Acton Das ist großartig. 00:17:01:15 - 00:17:04:05 Arash Ajoudani Ja, und das lässt sich auf sehr viele dynamische und anspruchsvolle Aufgaben übertragen. 00:17:04:09 - 00:17:21:11 Abigail Acton Das ist prima. Und dass Sie hier den Begriff der Wiederholung hervorheben, ist wirklich wichtig, denn es ist etwas, das sich immer weiter aufbaut. Der Roboter würde mir also den Bohrer so in die Hand geben, dass ich ihn bestmöglich in Empfang nehmen kann und nicht irgendwie anders. Super. 00:17:21:12 - 00:17:28:12 Abigail Acton Es geht somit um die Feinabstimmung der Interaktion. Ausgezeichnet. Vielen Dank. Und wie funktioniert das in der Praxis? Haben Sie bereits Pilotstudien realisiert? 00:17:28:14 - 00:17:55:01 Arash Ajoudani Auf jeden Fall. Wir haben drei Pilotstudien durchgeführt. Wir führten unsere Technologien auch bei Volkswagen ein. Sie produzieren dort Elektrofahrzeuge. Wir konnten eine Pilotstudie in den Niederlanden durchführen. Es ist ein KMU. Sie stellen Zahnräder mit einem Gewicht von 4 bis 20 kg her. Wir führten eine Pilotstudie in Slowenien durch. Sie produzieren dort Werkzeugmaschinen. Überall dort werden verschiedene Werkzeuge und Technologien genutzt, die im Rahmen von SOPHIA im Hinblick auf Cobots und tragbare Systeme entwickelt wurden. 00:17:55:01 - 00:18:34:09 Arash Ajoudani Wir haben auch einige Exoskelette entwickelt, tragbare Exoskelette, Exoskelette für einzelne Gelenke, und das alles entsprechend einer gründlichen Analyse der Auswirkungen. Wir haben verstanden, dass wir mit diesen Technologien nicht nur die Produktivität aufrechterhalten und verbessern können, sondern außerdem die Ergonomie und das Wohlbefinden der Menschen, die dieselben Arbeiten ausführen, erheblich steigern können. Natürlich sollte alles, was automatisierbar ist, auch automatisiert werden, aber solange wir nicht alles automatisieren können, müssen wir zu synergistischen Arbeitsplätzen übergehen, an denen der Mensch alle Fertigkeiten und Kompetenzen besitzt und die Roboter lernen können und das Wissen vom Menschen übertragen bekommen. 00:18:34:11 - 00:18:44:01 Arash Ajoudani Bis dahin können Roboter definitiv Produktivität und Ergonomie verbessern. Und alle unsere Anwendungsfälle ergaben, dass der Einsatz von SOPHIA-Technologien in mehrfacher Hinsicht erhebliche Vorteile mit sich bringt. 00:18:44:01 - 00:18:46:18 Abigail Acton Fantastisch. Das ist ausgezeichnet. Darauf müssen Sie sehr stolz sein. Auf jeden Fall. 00:18:46:18 - 00:18:47:11 Arash Ajoudani Das bin ich. 00:18:47:13 - 00:18:58:10 Abigail Acton Ja, so ist das. Darauf wette ich. Ausgezeichnet. Vielen Dank. Es ist offensichtlich, dass ein großes Team hinter Ihnen steht. Sie sagten ja, dass Sie Teil eines Gemeinschaftsunternehmen waren. Großartig. Hat jemand Fragen an Arash oder Anmerkungen? Ja. Mac? 00:18:58:12 - 00:19:27:02 Mac MacLachlan Ja, ich bin sehr an Ihrer Arbeit interessiert, Arash, und wie Sie sie den Zuhörenden beschrieben haben, könnte der Eindruck entstehen, als würden wir unterschiedliche Dinge tun, und als würde ich mit Menschen mit funktionalen Schwierigkeiten arbeiten, während Sie eher die Leistung optimieren. Ich denke aber auch, dass Roboter uns helfen, diese Kluft zu überwinden, denn in allen Kontexten geht es tatsächlich um die Optimierung der Leistung. 00:19:27:04 - 00:19:40:22 Mac MacLachlan Aus meiner Sicht ist das wirklich wichtig. Auf diese Weise können Menschen, die funktionale Schwierigkeiten haben, darüber nachdenken, wie sie besser werden können, als sie es je waren, anstatt nur ein Defizit auszugleichen. 00:19:40:24 - 00:19:42:04 Arash Ajoudani Auf jeden Fall. 00:19:42:06 - 00:19:42:13 Mac MacLachlan Ja, so ist das. 00:19:42:14 - 00:19:48:14 Abigail Acton Ausgezeichnet. Das ist eine gute Beobachtung. Ja, so ist das. In dieser Hinsicht gibt es tatsächlich direkte Überschneidungen. Vielen Dank für diese Anmerkung. 00:19:48:16 - 00:19:49:10 Arash Ajoudani Wenn ich das kommentieren darf? 00:19:49:11 - 00:19:50:02 Abigail Acton Berichten Sie bitte. 00:19:50:04 - 00:20:10:24 Arash Ajoudani Dies ist eine ausgezeichnete Beobachtung. Sind diese digitalen Modelle einmal erstellt, können sie natürlich auch auf gesunde Menschen übertragen werden. Um zu überwachen, ob etwas Schlimmes mit Ihren Gliedmaßen passieren kann. Es ist aber auch auf Menschen übertragbar, die nach einer Verletzung wieder in den Beruf zurückkehren. Sie können sicherstellen, dass sich diese Roboter derart anpassen, dass 00:20:11:01 - 00:20:32:08 Arash Ajoudani die Gelenke verletzter oder älterer Menschen oder von Menschen mit körperlichen Problemen so wenig wie möglich benutzt werden, sodass die Art und Weise optimiert werden kann, wie die Menschen arbeiten wollen oder am besten sollten. Und das ist, wie Sie schon sagten, sehr schön, denn all das läuft auf eine Optimierung hinaus. Und dafür brauchen wir Modelle. Deshalb leisten unsere Projekte meiner Meinung nach einen sehr guten Beitrag dazu. 00:20:32:10 - 00:20:52:15 Abigail Acton Auf jeden Fall. Wirklich toll! Und das aus derart unterschiedlichen Blickwinkeln. Ich wende mich jetzt an Tim, der wiederum eine völlig andere Perspektive einnimmt, denn wir haben bisher über Menschen gesprochen und darüber, wie sie auf verschiedene Weise von Robotern unterstützt werden können. Aber ich interessiere mich auch für den Einsatz von Robotern in der Landwirtschaft und für Biomimetik, d. h. die Art und Weise, wie wir nachahmen können, was es dank der Natur bereits gibt. 00:20:52:20 - 00:21:15:18 Abigail Acton Tim, mit der Erforschung von Schwarmintelligenz wurde im Rahmen Ihres Projekts HIVEOPOLIS das Konzept einer tanzenden Roboterbiene als Teil eines futuristischen Bienenstocks entwickelt, die den bestäubenden Bienen hilft, in sehr schwierigen Umgebungen gute Arbeit zu leisten. Können Sie uns bitte ein wenig mehr über Biomimetik berichten? Was sind biomimetische Roboter und wie können sie von Nutzen sein? Tim. 00:21:15:20 - 00:21:45:03 Tim Landgraf Ja, so ist das. Biomimetische Roboter sind, wie es der Name schon sagt, Roboter, bei denen biologische Vorbilder wie etwa Tiere oder Pflanzen nachgeahmt werden. Und warum das Ganze? Es gibt eine Menge verschiedener Anwendungen. Verstehen Sie? Denken wir an einen Roboter mit Beinen, der wie ein Hund läuft. Er eignet sich dann hervorragend für unwegsames Gelände und vielerlei Zwecke. 00:21:45:04 - 00:22:22:00 Tim Landgraf Oder wir könnten Biomimikry betreiben, weil ein Roboter in eine Tiergesellschaft, eine Tiergruppe, integriert werden soll, wie in unserem Fall. Und warum sollten Sie dieses Ziel verfolgen? Nun, denken Sie an landwirtschaftlich genutzte Tiere, sodass diese Roboter innerhalb dieser Gruppen gesteuert oder eingesetzt werden können, um Informationen über andere wichtige Aspekte zu sammeln, wie es dieser Gruppe geht. 00:22:22:02 - 00:22:34:14 Abigail Acton Okay. Berichten Sie uns ein wenig mehr über HIVEOPOLIS. Sie haben das Konzept einer tanzenden Roboterbiene entwickelt. Welche Arbeiten haben Sie durchgeführt, um die Aufführung des Bienentanzes zu modellieren und zu reproduzieren? Wobei, vielleicht sollten Sie uns erst einmal erklären, was ein Bienentanz eigentlich ist. 00:22:34:16 - 00:23:02:05 Tim Landgraf Ja, so ist das. Also, was machen Bienen? Sie fliegen aus, erkunden die Umgebung, suchen nach Nahrung und anderen Ressourcen. Wenn sie etwas gefunden haben, kommen sie zurück. Und wenn dieses Etwas wirklich wertvoll ist, dann führen sie etwas vor, das wir den Schwänzeltanz nennen. Das ist ein sehr spezifisches Verhalten, das die anderen Bienen beobachten. Sie folgen im Wesentlichen diesem Tanz. Sie wissen schon, ähnlich dem Körperkontakt beim Tanzen allgemein. 00:23:02:05 - 00:23:28:10 Tim Landgraf Dadurch erfahren sie, wo die sammelnde Biene die Nahrung oder eine andere Ressource gefunden hat, und sie fliegen aus. Es geht also im Wesentlichen darum, Ort, Richtung und Entfernung dieser Nahrungsquelle mitzuteilen. Aber das ist von der Grundlagenforschung her wirklich interessant, denn diese Tiere sind superklein und haben Gehirne von der Größe eines Stecknadelkopfs. Wie funktioniert das überhaupt? 00:23:28:10 - 00:23:49:23 Tim Landgraf Verstehen Sie? Es ist wohl nur eine symbolische Art der Kommunikation. Es besteht ein großes Interesse daran zu verstehen, wie das geht. Und ob es tatsächlich funktioniert. Wenn wir dann wissen, wie es funktioniert, können wir es natürlich auch nutzen. Das war die Idee hinter HIVEOPOLIS, Technologie in einen Bienenstock zu integrieren. Und da es gibt sehr viele Dinge. 00:23:49:23 - 00:24:21:10 Tim Landgraf Der Bienenroboter, die tanzende Biene, bildete nur einen Teil. Mithilfe dieser Technologie ist einerseits viel über die Gesundheit und den Zustand des Bienenstocks zu erfahren, andererseits können aber auch die Roboterkomponenten genutzt werden, um den Bienenstöcken Informationen zu übermitteln, sie zu lenken und das Bienenvolk in einen gesünderen Zustand zu bringen. Ihnen kann mitgeteilt werden, wo sie Futter finden können, oder sie können davon abgehalten werden, dorthin zu gehen, wo Futterpflanzen möglicherweise mit Pestiziden behandelt werden. 00:24:21:12 - 00:24:36:13 Abigail Acton Verstehen Sie? Wie weit sind Sie bei der Projektarbeit mit der tatsächlichen Umsetzung der Idee einer tanzenden Biene gekommen? War es so, dass Sie die Modelle erstellt und die Programmierung dahinter ausgearbeitet haben, oder sind Sie so weit gekommen, dass Sie tatsächlich eine tanzende Roboterbiene entwickelt haben? Wie kam es dazu? 00:24:36:15 - 00:25:00:20 Tim Landgraf Wir haben dermaßen viele verschiedene Prototypen gebaut. Ich glaube, ich bin beim Zählen durcheinander gekommen. Deshalb gingen wir im Grunde mit einem bereits funktionierenden Prototyp in das Projekt hinein. Ich hatte für meine Doktorarbeit vor langer Zeit einen Roboter gebaut, der den Schwänzeltanz ausführen konnte. Aber er war riesig und unhandlich und es gab viel manuell zu steuern, damit er das Erhoffte auch tut. 00:25:00:22 - 00:25:19:05 Tim Landgraf Unser Ziel bestand somit darin, alles auf ein Minimum zu beschränken und es in einen normalen Bienenstock einzubauen, damit es funktioniert, ohne ihn öffnen zu müssen, und es nur um die Bienen geht, denn wir wollten ihnen helfen. Verstehen Sie? Das ganze System war prinzipiell darauf ausgerichtet, den Bienen etwas zurückzugeben, denn wir schaden ihnen mit unserer Art, sie zu nutzen. 00:25:19:07 - 00:25:45:17 Tim Landgraf Durch uns werden sie krank und bekommen es mit Parasiten und all diesen Dingen zu tun. Das Ziel lautete also, etwas für sie zu tun. Unsere Arbeit bestand in der Softwareentwicklung, der Modellierung des Tanzverhaltens, aber auch der Minimierung der verschiedenen Komponenten, sodass sie tatsächlich zum Einsatz kommen können, ohne den Stock zu öffnen. Ich denke, dass sich die Außenrobotik, vor allem das, womit sich Mac beschäftigt, aber auch das, was Arash umtreibt, stark von der Laborrobotik unterscheidet. 00:25:45:17 - 00:26:00:18 Tim Landgraf Und wenn es um tierisches Material geht, also um Wachs und Propolis und all diese Dinge, dann kleben sie zusammen und bewegen sich nicht mehr. Dann gibt es noch einen ganzen Haufen weiterer Probleme, an die außerhalb des Labors niemand denkt. 00:26:00:24 - 00:26:17:11 Abigail Acton Nun, das ist eine sehr interessante Beobachtung. Auf jeden Fall. In der Praxis ist es eben so, dass es völlig verschiedene Kontexte gibt. Selbstverständlich. Mich interessiert dabei nur, wie die Ergebnisse aussehen. Ist es Ihnen gelungen, die Bienen an bestimmte Orte zu lenken? Ich habe außerdem bemerkt, dass es etwas mit Wettervorhersagen zu tun hatte. Wie wurden all die Informationen ausgetauscht? 00:26:17:16 - 00:26:44:21 Tim Landgraf Ja, so ist das. Bei HIVEOPOLIS geht es nicht nur um den Bienenroboter. Es handelt sich im Grunde genommen um eine Reihe verschiedener Systeme, die auf Karten beruhen und unterschiedliche Quelldaten von verschiedene Informationsquellen sammeln, zum Beispiel, wo Pestizide auf den Feldern ausgebracht wurden und wo sich andere Völker befinden, mit denen wir uns wahrscheinlich abstimmen sollten. All diese Informationen werden in diesen Karten gesammelt. 00:26:44:21 - 00:27:06:21 Tim Landgraf Außerdem verfügen wir über verschiedene Komponenten wie etwa ein Honigerntemodul. Und bei den Tänzen gibt es ein Modul, das Tänze, auch Nahrungstänze stoppen könnte. Sie sehen, wohin die Reise geht. Und dann wird alles integriert. Auch die menschlichen Interessengruppen sind in dieser Hinsicht gefragt. Verstehen Sie? Sie müssen Informationen beitragen. 00:27:06:21 - 00:27:08:07 Abigail Acton Sie meinen zum Beispiel die Landwirtinnen und Landwirte? 00:27:08:07 - 00:27:11:00 Tim Landgraf Landwirtschaftliche Betriebe. Aber wir haben auch Hipster-Imkereien angezogen. 00:27:11:00 - 00:27:11:16 Abigail Acton Also Imkereien? 00:27:11:19 - 00:27:15:10 Tim Landgraf Diejenigen, die einen, drei oder vier Bienenstöcke auf dem Dach stehen haben. 00:27:15:12 - 00:27:16:23 Abigail Acton Wie die Imkereien in der Stadt? 00:27:16:23 - 00:27:42:06 Tim Landgraf Städtische Imkereien. Genau. Alle könnten von dem System profitieren. Der Roboter funktioniert mehr oder weniger mechanisch, aber ist er auch in der realen Welt effizient und nützlich? Da ist noch viel Forschungsarbeit zu leisten. Aber ja, ich denke, dieses Projekt wurde entsprechend einer sehr verrückten Sichtweise definiert. 00:27:42:06 - 00:27:45:08 Tim Landgraf Es war von Anfang an klar, dass es mehr als fünf Jahre dauert. 00:27:45:08 - 00:28:00:19 Abigail Acton Oh ja. Ja, sicher. Aber ich meine, das gilt für alle. Es geht immer nur darum, die Grundlagen für die nächste Phase zu schaffen. Es ist, als würde eine Ziegelmauer gebaut werden, Schicht für Schicht aus Ziegelsteinen. Und dann muss die nächste Reihe darauf abgelegt werden. Absolut fantastisch. Danke, dass Sie das so gut erklärt haben. Ausgezeichnet. Nun, ich habe noch eine letzte kleine Frage an Sie, Tim. 00:28:00:21 - 00:28:10:14 Abigail Acton Wenn Sie zum Beispiel zehn Jahre in die Zukunft blicken könnten, wie würden Sie die Weiterentwicklung der biomimetischen Roboter einschätzen? Wenn wir beim Denken ein wenig Phantasie walten lassen, wo könnten wir dann landen? 00:28:10:16 - 00:28:35:23 Tim Landgraf Um ehrlich zu sein, denke ich, die natürliche Welt ist wie eine Technologie, die überaus weit fortgeschritten ist. Deshalb sollten wir wahrscheinlich die meiste Zeit biomimetisch vorgehen. Soweit sind wir aber noch nicht, weil wir es einfach nicht können, denn die Sensoren sind nicht gut genug. Und die Aktoren sind auch nicht ausreichend gut. Die Lebensdauer der Batterien ist gering, und die Materialien sind schlecht, und die Roboter fallen nach fünf Jahren auseinander und nicht nach fünfzig. 00:28:36:00 - 00:28:38:01 Abigail Acton Oh, sie werden mit Honig verklebt. 00:28:38:03 - 00:28:53:16 Tim Landgraf Ja, genau. Ich sehe hier eine viel tiefere Integration, bei der die Sensoren nicht mehr sichtbar sind, und mehr Kontrolle über unsere Umwelt, um sie gesund zu erhalten, Krankheiten frühzeitig zu erkennen und all diese Dinge. So ist es doch? 00:28:53:19 - 00:29:08:22 Abigail Acton Ja, so ist das. Ausgezeichnet. Okay. Ich danke Ihnen vielmals. Nun, das gibt jedenfalls Hoffnung für die Zukunft. Das ist prima. Vielen Dank an Sie alle drei, dass Sie sich heute Zeit für uns genommen haben. Das war wirklich super. Besonders mag ich die Art und Weise, wie wir diese verschiedenen Elemente der Robotik betrachtet haben. Also vielen Dank und alles Gute für Ihre Forschungsvorhaben. 00:29:09:03 - 00:29:15:13 ALLE Vielen Dank, dass ich dabei sein durfte. Vielen Dank, dass Sie sich uns angeschlossen haben. Es war ein echtes Vergnügen. Vielen Dank. Ich denke, wir sollten nun alle einen Schwänzeltanz aufführen. 00:29:15:13 - 00:29:25:10 Abigail Acton Ja, wir sollten einen Schwänzeltanz veranstalten, um zu feiern. Das sollten wir auf alle Fälle. Die Leute auf CORDISCOVERY online hinweisen. Auf jeden Fall. Ich danke Ihnen vielmals. Vielen Dank für Ihre Zeit. Auf Wiedersehen. 00:29:25:11 - 00:29:28:10 ALLE Okay. Bis bald. Ausgezeichnet. Bis bald. Auf Wiedersehen. 00:29:28:12 - 00:29:50:17 Abigail Acton Diese Woche. Wenn Ihnen dieser Podcast gefallen hat, folgen Sie uns auf Spotify und Apple Podcasts oder einem anderen Dienst Ihrer Wahl. Und schauen Sie sich die Podcast-Homepage auf der CORDIS-Website an. Melden Sie sich an, damit Ihnen nicht die spannendsten Forschungsergebnisse der EU-finanzierten Wissenschaft entgehen. Und wenn Ihnen das Zuhören Freude bereitet hat, dann erzählen Sie es doch bitte weiter. Wir haben darüber gesprochen, was uns Pavianbabys über Sprachentwicklung berichten können. 00:29:50:19 - 00:30:12:14 Abigail Acton Hören Sie sich die Folge zum Gedankenlesen an, um mehr darüber zu erfahren. In unseren 43 Folgen wird etwas dabei sein, das auch Ihre Neugierde weckt. Die CORDIS-Website hat Artikel und Interviews zum Inhalt, in denen es um Forschungsergebnisse aus einem sehr breiten Spektrum mit Themen von Proteinen bis hin zu Protonen geht. Da ist auch für Sie etwas dabei! Vielleicht sind Sie an einem Projekt beteiligt oder möchten eine Finanzierung beantragen. 00:30:12:19 - 00:30:32:08 Abigail Acton Schauen Sie sich an, womit sich andere in Ihrem Bereich beschäftigen. Seien Sie willkommen und entdecken Sie die Forschung, die offenbart, wie unsere Welt tickt. Wir freuen uns stets darauf, von Ihnen zu hören. Schreiben Sie uns eine Nachricht an [e-mail]. Bis zum nächsten Mal.

Roboter – von der Herausforderung der körperlichen Geschicklichkeit bis hin zu neuronalen Netzwerken

Die Robotik ist ein schnelle Veränderungen durchlaufendes Gebiet: Kostengünstigere Hardware rückt die Forschung in zugänglichere Bereiche, und dank der Fortschritte bei der künstlichen Intelligenz (KI) verlagert sich der Schwerpunkt nun von körperlichen Höchstleistungen, die von teuren Robotern erbracht werden, auf die Entwicklung von „Allzweck-Robotergehirnen“ in Form neuronaler Netzwerke.

Ein kürzlich am Massachusetts Institute of Technology erzielter Durchbruch verschiebt die Grenzen der robotischen Intelligenz. Die MIT-Forschenden wenden sich von den traditionellen Datentrainingsmethoden ab und werden jene Verfahren nachahmen, die hinter den großen Sprachmodellen wie etwa GPT-4 stehen. Dieser neuartige Ansatz verspricht revolutionäre Änderungen in der Art und Weise, wie Roboter lernen, sich anpassen und mit ihrer Umwelt interagieren.

Worin bestehen nun also die neuesten Entwicklungen in der Robotik zu Hause, am Arbeitsplatz und auf dem Feld? Was kann neuartige Assistenztechnologie dazu beitragen, dass Menschen besser unabhängig leben können? Können Roboter hilfreich dabei sein, Verletzungen bei der Arbeit zu verhindern? Und wie kann die Biomimetik das Design zukünftiger Robotiksysteme beeinflussen?

Unsere drei Gäste, die alle Unterstützung aus den Wissenschaftsfinanzierungsprogrammen der Europäischen Kommission erhalten haben, werden uns ihre Arbeit zur Beantwortung dieser und weiterer interessanter Fragen erläutern:

Malcom „Mac“ MacLachlan, ist Professor für Psychologie und soziale Inklusion und Kodirektor des Instituts für assistives Leben und Lernen an der Maynooth University in Irland. Im Rahmen des Projekts SHAPES erkundete er die Rolle der digitalen Technologien und der Robotik.

Arash Ajoudani ist Leiter des Labors für Mensch-Roboter-Schnittstellen und -Interaktion am Italienischen Institut für Technologie. Sein Interesse gilt der physischen Mensch-Roboter-Interaktion, der mobilen Manipulation sowie der Assistenz- und Telerobotik. Ajoudani koordinierte das Projekt SOPHIA.

Als Professor am Dahlem Center for Machine Learning and Robotics der Freien Universität Berlin untersucht Tim Landgraf das Sozialverhalten von Guppys und Bienen, um biologische Intelligenz zu verstehen und künstliche Intelligenz zu optimieren. Im Zuge seines Projekts HIVEOPOLIS arbeitete er an der Entwicklung einer Roboterbiene.

Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören!

Ihr Feedback würde uns sehr interessieren! Schicken Sie uns bitte Ihre Kommentare, Fragen und Vorschläge an: [e-mail].

Schlüsselbegriffe

SHAPES, SOPHIA, HIVEOPOLIS, Roboter, Mensch-Roboter-Interaktion, unterstützende Technologie, GPT-4, digitale Technologien