Der denkt halt mit! Deshalb bewegt sich der Roboter Jack wie ein Mensch

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Forscher an der Technischen Universität München (TUM) haben den Roboter Jack entwickelt, der sich auf Rädern sicher und souverän den Weg durch eine Menschenmenge bahnen kann ...

Der kleine Roboter Jack schlängelt sich auf seinen Rädern durch Menschenmengen wie ein Mensch, wie die für seine Entwicklung verantwortlichen Forscher von der TUM betonen. Damit das möglich wird, hat man aus dem Learning Systems and Robotics Lab von TUM-Professorin Angela Schoellig Rechenleistung, Sensoren und mathematisches Geschick kombiniert. Der Roboter, heißt es weiter, modelliert, wie Menschen auf seine Bewegung reagieren werden, um seine eigenen Wege zu planen. „Das ist der große Unterschied zu anderen Ansätzen aus der Robotik, die diese Interaktion typischerweise ignorieren“, erläutert Schoellig. Ein Rechner an Bord von Jack sagt die Bewegung der Menschen im Umfeld voraus – und eben auch, wie diese wohl auf ihn reagieren werden. Daraus berechnet Jack die schnellste Route. Auch bei humanoiden Robotern oder beim autonomen Fahren könnten ähnliche Algorithmen künftig zum Einsatz kommen, um eine gefahrlose Interaktion zwischen Roboter und Mensch zu ermöglichen, wie die Münchener Experten glauben.

Es gibt kein Halten! Weitere technische Details zum Roboter Jack

Ein Lidar-System (Light detection and ranging – etwa Entfernungserkennung mithilfe von Licht) schickt dazu permanent Laserstrahlen in die Umgebung, misst deren Reflexionen und baut daraus eine präzise 360-Grad-Karte dessen, was der Roboter sozusagen sieht. Ein besonderer Fokus liege dabei auf jenen Menschen, die in seiner Nähe umherliefen. Parallel dazu messen Sensoren in den Rädern Jacks Tempo und die zurückgelegten Strecken. Der Computer verarbeitet diese Informationen, berechnet die voraussichtlichen Wege, die die Personen in den nächsten zwei Sekunden zurücklegen werden und plant gleichzeitig den optimalen Weg zum Ziel. „Zehn Mal pro Sekunde passt Jack seine Route an, während er gleichzeitig die Wege der Menschen erkennt“, betont der TUM-Forscher Sepehr Samavi. Damit Jack aber nicht wegen möglicher Unfallgefahr ständig stehenbleibt, schaut er sich auch die Verhaltensweisen von Menschen ab. Dieser Planungsalgorithmus wurde, wie es weiter heißt, anhand von menschlichen Bewegungsabläufen hergeleitet und in Gleichungen übersetzt. Sollte jemand dennoch auf Kollisionskurs bleiben, plane der Roboter kurzfristig um und nutze eine andere Route – er bleibe aber nicht stehen!

Jack hat die dritte Evolutionsstufe seiner Art erklommen

Statt lediglich auf eine Situation zu reagieren (Stufe 1) oder die Bewegung von entgegenkommenden Menschen nur vorherzusagen (Stufe 2), stehe Jack auf der Stufe 3: „Zum einen sagt er die Bewegungen von anderen Menschen voraus, schafft es aber auch, durch eigenes Verhalten diese Menschen zu beeinflussen und gleichzeitig Zusammenstöße zu vermeiden“, so Samavi. Die Forscher bezögen zudem Datensätze mit ein, die das Verhalten von Menschen in Menschenmengen zeigten. So lerne der Roboter, der auch schon außerhalb des Labors zum Einsatz kam, ständig dazu und werde immer menschenähnlicher. Das könnte das autonome Fahren revolutionieren, denn interaktive Szenarien sind derzeit noch der Engpass. Denn fährt etwa ein Fahrzeug auf die Beschleunigungsspur einer Autobahneinfahrt, wechseln viele, die von hinten kommen, die Fahrbahn, oder bremsen auf ihrer Spur leicht ab, obwohl derjenige, der auffahren will, am Ende quasi ein imaginäres Stoppschild vor sich hat und deshalb selber zusehen muss, wie er unfallfrei einfädelt. In einem solchen Szenario die Reaktion der Anderen einbeziehen zu können, mache der neue Ansatz grundsätzlich möglich.

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