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Roboter mit Handicap : Helferlein hilft sich selbst

Laufroboter, der sich trotz einem fehlenden Bein zu helfen weiß. Bild: Antoine Cully, UPMC

Auch Roboter sind vor Verletzungen nicht gefeit. Doch das Handicap ist kein Beinbruch mehr. Denn die Maschinen haben gelernt, wie man auch hinkend schnell vorwärts kommt.

          Sie spielen Fußball, helfen im Haushalt, spüren Minen auf, sichern radioaktive Abfälle, erkunden ferne Planeten oder montieren Autos – Roboter sind wahre Alleskönner. Ausgestattet mit Rädern, Ketten oder Beinen, mit Kameras, Infrarot- und Ultraschallsensoren, verrichten die künstlichen Geschöpfe immer anspruchsvollere Aufgaben. Viele Roboter besitzen mittlerweile einen so hohen Grad an Anpassungsfähigkeit und Intelligenz, dass sie autonom auf ihre Umwelt reagieren und agieren können. Doch häufig endet ihre Unternehmung meist, wenn sie sich in unbekanntem Terrain bewegen oder durch einen Defekt ein Rad beziehungsweise ein Bein einbüßen. Französische Wissenschaftler haben jetzt zwei Roboter entwickelt, die sich recht schnell zu helfen wissen, wenn ihre Bewegungsmöglichkeit stark eingeschränkt ist.

          Helferlein mit Handicap : Laufroboter lernt zu hinken

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Eine Katze, die sich an einer Tatze verletzt hat, läuft trotz ihres Handicaps weiter, wenn auch humpelnd. Manche Hunde sind trotz einem lädiertem Bein in der Lage, einen Ball oder eine Frisbeescheibe im Flug zu fangen. Und wir Menschen stellen automatisch unsere Gangart um, wenn ein Bein oder ein Fuß schmerzt oder verletzt ist. Anders ein herkömmlicher Laufroboter. Ändert sich die Konfiguration, etwa durch einen unvorhergesehenen Unfall oder Sturz, bedeutet das häufig sein Aus. Schließlich kann die Maschine ihr Verhalten nur schwer an die neue Situation anpassen, geschweige denn, sich selbst helfen. Oft bleibt, wenn alle vorher eingegebenen Notfallprogramme versagen, nur der rettende Eingriff von außen durch den Programmierer.

          Laufroboter mit Handicap ist auch in unwegsamen Terrain gut zu Fuß.
          Laufroboter mit Handicap ist auch in unwegsamen Terrain gut zu Fuß. : Bild: Antoine Cullym UPMC

          Ein Roboter, der fernab von seinen Erbauern eigenständig auf unerwartete Situationen reagiert, die seine Bewegungsfreiheit einschränken, wäre daher der Wunsch vieler Forscher und Ingenieure. Vor einigen Jahren haben Hod Lipson von der Cornell University in Ithaca (New York) und seine Mitarbeiter einen vierbeinigen Laufroboter vorgestellt, der ein virtuelles Bild von sich selbst entwerfen konnte. Ohne dass es ihr vorher mitgeteilt wurde, lernte die Maschine, wie viele Beine sie hat, wo diese sitzen und wie sich diese bewegen lassen. Dank des Selbstmodells und eines evolutionären Algorithmus erlernte der Roboter selbständig das Laufen. Entfernte man eins der vier Beine, passte die Maschine selbständig ihre Gangart an die neue Situation an und schritt auf drei Beinen unbeirrt ihrem Ziel entgegen.

          Humpelnde Katzen als Lehrmeister

          Doch nimmt die Selbstdiagnose und die Wahl der optimalen Gangart viel Zeit in Anspruch – Zeit, die einem Roboter für die Bergung von verletzten Personen oder zur Entschärfung einer Bombe üblicherweise nicht bleibt. Zudem sind die Maschinen, die ein virtuelles Bild von sich selbst entwerfen können, aufgrund der aufwändigen Hard- und Softwarekomponenten recht teuer. Diese Nachteile haben die Roboter von Antoine Cully von der Université  Pierre et Marie Curie in Paris und seinen Kollegen nicht. Die französischen Wissenschaftler haben ein System ersonnen, das sich an der Strategie eines Tieres orientiert, das nach einer Verletzung zu hinken beginnt und sein schwaches Bein intuitiv entlastet

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