Mit den staksigen und unbeholfenen Maschinen früherer Zeiten haben die modernen Roboter des DLR (Deutsches Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt) in Oberpfaffenhofen nichts mehr gemein. Durch neue Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) ist es den DLR-Wissenschaftlern rund um Professor Berthold Bäuml vom Institut für Robotik und Mechatronik gelungen, Robotern hochkomplexe Fähigkeiten beizubringen, die an die menschliche Geschicklichkeit heranreichen. Damit haben sie einen Durchbruch in der KI-Robotik erzielt. Roboter „Justin“ hat Sensoren in seinen vierfingrigen Roboterhänden und „fühlt“ damit Gegenstände. Er greift intuitiv und bewegt geschickt Gegenstände in der Hand wie ein Mensch. Der Roboter „Agile Justin“ nimmt Gegenstände wahr und koordiniert die Gelenke seiner Hand, um die Gegenstände fingerfertig zu handhaben. Dafür hat der humanoide Roboter selbstständig in einer Simulation gelernt. Die Fingerfertigkeit gilt unter Robotik-Forschenden als große Herausforderung. „Insbesondere das blind ausgeführte Drehen und Manipulieren von Objekten mit einer nach unten offenen Hand war eine Herausforderung“, sagt Bäuml. Die Wissenschaftler nutzten sogenanntes Deep Reinforcement Learning. Das bedeutet, die Roboter lernten eigenständig alleine durch Vorgaben, was „richtig“ oder „falsch“ ist. Zum Beispiel: „Das Objekt in Richtung Zielvorgabe drehen ist gut” und „Das Objekt fallen lassen ist schlecht“.
„Die Arbeiten zur KI-basierten geschickten Manipulation stellen einen weltweiten wissenschaftlichen Durchbruch dar. Noch nie waren Hände in der Lage, eine so große Vielzahl von Objekten so schnell und so präzise zu manipulieren“, freute sich Alin Albu-Schäffer, Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik. Der nächste große Schritt der Robotik könnte in der industriellen Fertigung sein. Hier könnten die innovativen Roboter komplexe und sehr kleine Teile montieren. Roboter-Assistenten sind auch in der Pflege ein Thema. Sie könnten in der Zukunft Pflegekräfte entlasten und Behinderten Selbstständigkeit im Alltag zurückgeben, hoffen die Forscher. Das gilt zum Beispiel, wenn es um das sichere Greifen von Tassen, Schüsseln, Schachteln oder anderen Haushaltsgegenständen geht.
Das Institut für Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen entwickelt seit Jahren Roboter, die es den Menschen ermöglichen, wirkungsvoller, effizienter und sicherer mit der Umwelt zu interagieren. Die Roboter sollen in Umgebungen wirken, die für Menschen unzugänglich oder gefährlich sind. Sie sollen den Menschen aber auch während der Arbeit und im alltäglichen Leben unterstützen und entlasten, so das Ziel.