Laufroboter lernt Bergsteigen

Der von einem Forschungsteam des Bernstein Zentrums für Computational Neuroscience (BMBF) entwickelte Laufroboter RunBot ist jetzt in der Lage, mit einem Infrarot-Auge Steigungen erkennen und so seine Gangart an den veränderten Untergrund anzupassen zu können.

Die Wissenschaftler unter der Leitung von Prof. Dr. Florentin Wörgötter haben diese Anpassungsleitung mit einem lernenden Bewegungsprogramm simuliert. RunBot erhält dadurch die Fähigkeit, auf Steigungen mit kleineren Schritten sowie der Verlagerung seines Schwerpunktes nach vorne zu reagieren.

“Die Fähigkeit des Roboters, ohne zu stolpern blitzartig von Gangart zu Gangart umzuschalten, basiert auf der hierarchischen Organisation der Bewegungssteuerung, wie sie ähnlich auch beim Menschen erfolgt”, erläuterte Prof. Wörgötter.

Was beim Menschen das Gehirn mit seinen stark vernetzten Neuronen auslöst, wird beim Laufroboter durch ein computerbasiertes neuronales Netzwerk erledigt. Durch eine hierarchische Organisation der Bewegungssteuerung müssen bei der Anpassung an die Steigung nur wenige Parameter verschoben werden. Die restlichen Größen passen sich durch autonome Regelkreise automatisch an.

RunBot musste, ähnlich wie ein Kind, diese Änderungen zuerst selber lernen. Beim ersten Kletterversuch sei der Roboter noch rückwärts umgekippt. Erst nach mehreren Versuchen habe RunBot gelernt, auf die geänderten Wahrnehmungen seines Auges mit einer Änderung des Bewegungsprogramms zu reagieren. Inzwischen könne, so die Wissenschaftler, der Roboter auf unterschiedliche Steigungen mit einer unterschiedlich starken Änderung des Bewegungsprogramms reagieren.