"Myon": Ein Roboter, der in Einzelteilen lernt

Dr. Manfred Hild und "Myon"

Ein wenig sieht es aus, als ob "Myon" schlafen würde: Sein Haupt ruht auf der Brust, die Schultern sind zusammengesunken. Doch mit nur einem Knopfdruck erwacht der Roboter zum Leben. Ruckartig fährt sein Kopf nach oben, unruhig wandert sein Blick zum gelben Quader, der blauen Zange und dem grünen Plättchen, die vor ihm auf dem Boden liegen. "Myon bestimmt selbst, was er spannend findet", erklärt sein Entwickler, der Mathematiker Manfred Hild. Das kann unter Umständen auch die bunte Bluse einer Zuschauerin sein, die sich an diesem Nachmittag in Berlin bei einer Demonstration des Roboters im Publikum befindet.

Autonome Gliedmaße

Damit gehört "Myon" zu den autonomen Robotern: Sie entscheiden selbstständig über das, was sie tun. Das ist jedoch nicht das Besondere an "Myon", den das Labor für Neurorobotik der Humboldt-Universität Berlin entwickelt hat. Jedes einzelne Körperteil des Roboters arbeitet autonom und kann während des Betriebs vollständig abgenommen und wieder angeflanscht, also angebracht werden. Das bedeutet, Arme, Beine und selbst der Kopf funktionieren sogar, wenn man sie vom Körper trennt, wie das Video zeigt.

Möglich wird dies durch den besonderen Aufbau des Forschungsroboters: Jede Gliedmaße verfügt jeweils über eine eigene Energieversorgung, Rechenleistung und ein eigenes neuronales Netz. Grundlage für die Forschung an "Myon" ist dabei der Gedanke, dass ein Gehirn nicht isoliert betrachtet werden kann – der Körper gehört immer dazu. "Kognitive Systeme beziehen sich immer auf einen gegebenen Körper und eine gegebene Umwelt", betont der Physiker Frank Pasemann, der ebenfalls an dem humanoiden Roboter arbeitet. So erhoffen sich die Forscher, durch "Myon" zu erkennen, wie Umwelt und Körper Erkenntnisprozesse beeinflussen. Was passiert etwa, wenn zwei Roboter ihre Arme tauschen: Übernehmen sie dann auch die Fähigkeiten des fremden Arms? Können sie den neuen Arm gleich nutzen oder haben sie mit dem Tausch das Greifen verlernt? Und was geschieht, wenn ein Roboter ein neues, noch ungeübtes Bein erhält? Kann er dann problemlos weiterlaufen oder muss er das Gehen neu erlernen? Ganz grundlegend soll "Myon" so helfen zu verstehen, wie Intelligenz funktioniert. Deswegen bekommt der Roboter wenig einprogrammiert. Er soll seine Fähigkeiten, darunter etwa das Laufen, selbst erlernen. Dieser Ansatz stammt aus der "Evolutionären Robotik".

Bereits seit 2002 arbeitet das Berliner Labor für Neurorobotik an Maschinenwesen, die in der Rückschau wie Vorstudien für "Myon" wirken, erlaubten sie doch etwa Erfahrungen mit Laufrobotern oder Greifhänden.

Semni

Der Körperakrobat

"Semni" ist der Bewegungskünstler unter den Robotern des Labors für Neurorobotik: Er ertastet sich selbst und seine Umwelt und entdeckt, welche Bewegungen effizient sind und welche viel Energie kosten.

A-Serie

Die Sensorischen

Die A-Serie der Berliner Roboter-Schmiede besteht aus fünf Maschinenwesen. Sie haben an verschiedenen Gliedmaßen Sensoren, mit denen die unterschiedlichen Körperregionen sensorisch erfasst werden können.

Oktavio

Die Laufmaschine

"Oktavio" ist ein Laufkünstler: An seinem Rumpf befinden sich acht identisch aufgebaute Beine, insgesamt ist der Roboter 150cm lang, 100cm breit und 30cm hoch. Wesentliche Konzepte kommen in weiterentwickelter Form beim "Myon" zum Einsatz.

Do:Little

Der Hörende

Der "Do:Little" beherrscht nicht nur das Richtungshören: Über bronzefarbene Federkontakte an der Vorderseite und silberfarbene Kontaktbahnen rund um den Körper können mehrere "Do:Littles" sich mit Energie aushelfen und dies auch wahrnehmen.

TED

Der Minimalist

Obwohl "TED" eher minimal gehalten ist, kann sich der Roboter dennoch auf seinen Beinen zielgerichtet fortbewegen. Mit nur wenigen Einzelteilen lässt er sich an einem Nachmittag zusammenbauen.

Im Oktober 2008 wurden dann die ersten Bleistiftskizzen für "Myon" gemacht, ein Jahr später konnte der erste vollständig funktionsfähige Prototyp vorgestellt werden. Der humanoide Roboter ist 125 Zentimeter groß und wiegt 12,5 Kilo (15 Kilo mit Außenhaut). "Wir haben uns beim Körperbau an einem Achtjährigen orientiert", so Entwickler Hild. Dazu kommen zahlreiche Sensoren, die Beschleunigung, Kraft, Winkel, Spannung, Strom und Temperatur messen. Kameras zeichnen "Myons" Umgebung mit 50 Bildern pro Sekunde auf, später sollen noch Berührungssensoren dazu kommen.

Knuffiges Aussehen mit Sinn

Arm statt Kopf

Der Vorteil von "Myons" autonomen Aufbau ist, dass nicht gleich der ganze Roboter lahm gelegt ist, nur weil ein Teil kaputt geht. So auch bei der Präsentation in Berlin: "In der Vorbereitung hat er sich ein Bein gebrochen, deswegen kann er derzeit nicht laufen", erklärt Manfred Hild. Dennoch kann die Demonstration stattfinden, Kopf und Arme funktionieren einwandfrei.

Bei "Myons" Aussehen arbeiteten die Robotik-Experten mit einem Design-Studio zusammen. "Die Mitarbeiter sollen gerne mit ihm arbeiten", sagt Hild. Auch solle er nichts Bedrohliches ausstrahlen. Der Mathematiker betont: "Während wir im asiatischen Raum ein ganz anderes Verständnis von Robotern haben, die etwa in Japan als Freunde gesehen werden, empfinden die meisten Menschen in Europa sie als bedrohlich." Daher sollte "Myon" organisch geformt werden.

Einsatz in der Medizin?

Neben den Erkenntnissen über kognitive Prozesse soll "Myon" in Zukunft etwa bei der Entwicklung moderner Prothesen helfen. Überhaupt ist die Medizin ein denkbares Einsatzgebiet für den Roboter: So sei laut Hild etwa denkbar, dass die Erfahrungen mit "Myon" in der Chirurgie der Zukunft angewandt werden. An entsprechenden Kooperationen werde bereits gearbeitet.