Smart Home 2.0: Haushaltsroboter folgen unseren Gesten

Roboter im Haushalt waren bisher kompliziert zu bedienen. Ein neues System macht sie nun kinderleicht steuerbar. Doch was passiert, wenn die Maschine unsere Gesten falsch deutet?

Roboter sollen dem Menschen eines Tages ungeliebte Hausarbeiten abnehmen. Doch stellen Sie sich vor, Ihr Haushaltsroboter soll Ihnen beim Abwasch helfen. Sie bitten ihn, eine Seifenschale aus dem Spülbecken zu nehmen, doch sein Greifarm verfehlt die Schüssel knapp. Muss der Roboter jetzt aufwendig neu programmiert werden?

Nicht unbedingt, sagen Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Chip-Herstellers Nvidia. Sie haben eine intuitive Methode entwickelt, mit der Nutzer das Verhalten von Robotern im Einsatz korrigieren können.

Mit Schubsen, Zeigen und Zeichnen den Roboter anlernen

Das Besondere an dem neuen Verfahren: Anwender müssen keine Programmierkenntnisse haben und auch keine neuen Trainingsdaten für das Lernmodell des Roboters sammeln. Stattdessen können sie dem Roboter durch einfache Interaktionen zeigen, was er tun soll:

• Führen: Der Nutzer bewegt den Roboterarm sanft in die gewünschte Richtung.
• Zeigen: Auf einem Bildschirm, der die Kamerasicht des Roboters zeigt, deutet der Nutzer auf das Objekt, das der Roboter greifen soll.
• Zeichnen: Auf dem Bildschirm zeichnet der Nutzer die Bewegung, die der Roboterarm ausführen soll.

Felix Yanwei Wang, Hauptentwickler am MIT, erklärt:

Wir können nicht erwarten, dass Laien die Datenerfassung durchführen und ein neuronales Netzwerkmodell feinabstimmen. Der Verbraucher erwartet, dass der Roboter sofort nach dem Auspacken funktioniert, und wenn dies nicht der Fall ist, möchte er einen intuitiven Mechanismus, um ihn anzupassen. Das ist die Herausforderung, der wir uns in dieser Arbeit gestellt haben.

Und genau das ermöglicht das neue Framework, heißt es in einer Mitteilung des MIT.

Vom Regal in die Küche: Roboter lernen, sich anzupassen

Ein Roboter mag zwar gelernt haben, Kisten aus einem Regal zu nehmen. Doch in einer echten Küche mit anders angeordneten Regalen kann er an seine Grenzen stoßen. Bisher mussten die Roboter dann aufwendig mit neuen Daten trainiert werden – ein zeitraubender und kostspieliger Prozess, der Expertenwissen erfordert.

Mit der neuen Methode kann der Nutzer den Roboter einfach während der Ausführung einer Aufgabe korrigieren. Macht der Roboter einen Fehler, führt, zeigt oder zeichnet der Mensch, was zu tun ist. So lernt die Maschine, sich an neue Umgebungen anzupassen.

Doch was, wenn der Roboter durch die menschlichen Eingriffe auf Kollisionskurs mit anderen Objekten gerät? Auch dafür haben die Forscher eine Lösung: eine spezielle Sampling-Methode. Sie sorgt dafür, dass der Roboter nur gültige Aktionen auswählt, die der Intention des Nutzers möglichst nahekommen.

"Anstatt nur den Willen des Benutzers durchzusetzen, geben wir dem Roboter eine Vorstellung davon, was der Benutzer beabsichtigt, lassen ihn aber innerhalb seines erlernten Verhaltens agieren", so Wang. In Tests schnitt das neue Verfahren deutlich besser ab als Ansätze ohne menschliche Eingriffe.

Vom Labor in die Wohnung: Roboter werden zu Alltagshelfern

Langfristig könnte das Framework Verbrauchern ermöglichen, Roboter, die für Standardaufgaben trainiert wurden, an die Gegebenheiten des eigenen Haushalts anzupassen. Statt monatelang zu trainieren, lernt der Roboter im Einsatz dazu – Schritt für Schritt.

So könnten Roboter schon bald zu wertvollen Helfern im Alltag werden, ob beim Abwasch, Putzen oder Aufräumen. Dank intuitiver Korrekturmöglichkeiten finden sie sich auch in ungewohnten Umgebungen zurecht.