Neues Tool ermöglicht es jedem, einen Roboter zu trainieren - Programmierkenntnisse sind überflüssig

Bisher war spezialisiertes Programmierwissen notwendig, um einem Roboter neue Fähigkeiten beizubringen. Ingenieure des MIT haben nun allerdings eine neue Methode zur Roboterschulung entwickelt. Diese ermöglicht es Nutzern, Roboter auf drei verschiedenen, intuitiven Wegen anzulernen. Das Besondere daran ist, dass die Schulung nicht nur von Programmierern, sondern von jedermann übernommen werden kann.

Die Herangehensweise wird als „Learning from Demonstration“ (LfD) bezeichnet und zielt darauf ab, jedem das Training eines Roboters zu ermöglichen. Hierbei wird ein einziges sensorbestücktes Werkzeug verwendet, das die Schulung vereinfacht und flexibler gestaltet. Das Grundprinzip dieser Lehrmethode ist so alt wie die Menschheit selbst: Der Roboter beobachtet eine vom Menschen durchgeführte Aktion und muss diese anschließend selbst ausführen. Bisherige LfD-Methoden fielen in der Regel in eine von drei Kategorien:

• Teleoperation: Hierbei wird der Roboter aus der Ferne gesteuert (z. B. per Joystick). Dies ist eine Herangehensweise, die etwa bei der Handhabung mit toxischen Substanzen von Vorteil ist.
• Kinesthetisches Training: Der Benutzer bewegt den Roboterarm physisch, was beispielsweise hilfreich bei der Anpassung der Positionierung schwerer Lasten sein kann.
• Natural Teaching: Der Mensch führt die Aufgabe selbst aus, während der Roboter zusieht und nachahmt. Dies ist ideal für filigrane, präzise Manöver, wie das Zeichnen eines Logos.

Die Innovation: Versatile Demonstration Interface (VDI)

Das von Mike Hagenow und Professorin Julie Shah geleitete Team des MIT entwickelte ein Drei-in-Eins-Tool namens Versatile Demonstration Interface (VDI), dass es ermöglicht jede beliebige der weiter oben beschriebenen Lernmethode anzuwenden: ein ansteckbares, sensorbestücktes Bedienelement, das in der Hand gehalten wird und an gängige kollaborative Roboterarme montiert werden kann. Der handgeführte Sensoraufsatz ist mit einer Kamera, Markern zur Positionsverfolgung sowie Kraftsensoren zur Messung des aufgewendeten Drucks ausgestattet.

Getestet wurde das neue Werkzeug von Freiwilligen aus dem MIT-Zentrum anhand von Aufgaben wie Press-Fitting (Stifte in Löcher drücken) und Molding (Teigartige Masse um einen Stab formen). Die Forscher stellten fest, dass die Freiwilligen generell die Methode des Natural Teaching bevorzugten. Neben dem industriellen Einsatz sehen Entwickler großes Potenzial in Bereichen wie der häuslichen Pflege und Roboter als Haushaltshilfe. Mike Hagenow äußerte sich zu den Anwendungsbereichen der Lehrmethode:

Wir können uns den Einsatz unseres Demonstrations-Interfaces in flexiblen Fertigungsumgebungen vorstellen, in denen ein einziger Roboter bei einer Reihe von Aufgaben assistieren könnte, für die jeweils spezifische Demonstrationsmethoden von Vorteil wären.