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28.07.2020

Künstliche Intelligenz für flexible Roboter

Proof of Concept: Professor Peters erhält 150.000 Euro vom Europäischen Forschungsrat

Darmstadt, Professor Jan Peters erhält 150.000€ für sein Projekt „AssemblySkills“. Ziel des Vorhabens: Roboter mit Hilfe von künstlicher Intelligenz die Fähigkeit zum autonomen Lernen geben.

Heutige Roboter werden so programmiert, dass sie wenige Aufgaben viele tausende Male wiederholen. Um Roboter vielseitiger und flexibler einsetzbar zu machen, müssen sie allerdings künftig in der Lage sein, Tausende von Aufgaben nur einige wenige Male auszuführen. Aber einen Roboter so zu programmieren, dass er auch nur eine komplexe motorische Aufgabe löst, ist nach wie vor eine herausfordernde, kostspielige und zeitaufwändige Aufgabe für menschliche Programmierer – künstliche Intelligenz kommt in der Praxis selten zum Einsatz. Tatsächlich ist die manuelle Programmierung zum Hauptengpass beim Einsatz von Robotern geworden. Die Befähigung von Robotern mit einem künstlich-intelligenten Ansatz zum autonomen Lernen solcher Aufgaben steht im Mittelpunkt des neuen ERC-Proof-of-Concept-Projekts „AssemblySkills“. Es soll nachweisen, dass ein autonomes intelligentes System zum Erlernen von Fertigkeiten Roboter in die Lage versetzen kann, eine Vielzahl von motorischen Fähigkeiten für spezifische Anwendungen zu erwerben und zu verbessern.

Das ERC-Proof-of-Concept-Projekt „AssemblySkills“ baut auf den Methoden der künstlichen Intelligenz auf, die im Rahmen des ERC Starting Grants „SKILLS4ROBOTS – Policy Learning of Motor Skills for Humanoid Robots“ entwickelt wurden. Dieses Projekt führte zu einer strukturierten, modularen Steuerungsarchitektur, die das Potenzial hat, das Roboterlernen auf komplexere Aufgaben in der realen Welt zu skalieren. In dieser modularen Steuerungsarchitektur werden elementare Bausteine – Bewegungsprimitive genannt – gleichzeitig angepasst, sequenziert oder koaktiviert, um die Aufgaben des Roboters zu erfüllen. Ziel des nun mit dem Proof of Concept Grant ausgezeichneten Vorhabens „AssemblySkills“ ist es, diese Module zu einem kompletten Softwarepaket zusammenzufassen, das anwendungsgesteuerten Robotern das Erlernen neuer Fähigkeiten – insbesondere bei Montageaufgaben – ermöglicht. Die Forschung im Rahmen des Grants zielt auf ein kosteneffektives, neuartiges maschinelles Lernsystem ab, das das Potenzial von Fertigungsrobotern freisetzen kann, indem es sie in die Lage versetzt, parametrisierte Bausteine, wie zum Beispiel Bewegungsprimitive, auswählen, anpassen und sequenzieren zu lernen. Der Ansatz des Forschungsteams um Professor Jan Peters ist insofern einzigartig, als dass er mehr als nur eine einzige gewünschte Bahn erfassen kann, wie dies bei konkurrierenden Ansätzen der Fall ist, die Anpassung von Richtlinien erspart, nur wenige Daten benötigt und dem Roboterbedienenden die Lösung erklären kann.

Proof of Concept Grant
Proof of Concept ist ein ergänzender Grant zu den Forschungsgrants des ERC. Er richtet sich ausschließlich an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die bereits einen ERC Grant innehaben und ein Forschungsergebnis aus ihrem laufenden oder bereits abgeschlossenen Projekt vorkommerziell verwerten möchten. Dies ist der erste Schritt zum Technologie-Transfer. Ziel eines Proof-of-Concept-Projektes soll es sein, das Marktpotential einer solchen Idee zu überprüfen. Der ERC finanziert hiermit also keine Forschungsaktivitäten, sondern Maßnahmen zur Weiterentwicklung im Hinblick auf die Anwendungsreife, Kommerzialisierung oder Vermarktung der Idee. In der jüngsten Förderrunde wurden 55 Forscherinnen und Forscher aus elf Ländern mit einem ERC Proof of Concept Grant ausgezeichnet. Die Grants sind Teil des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der EU.

Zur Person: Professor Jan Peters, Ph.D.
Jan Peters ist seit 2011 Professor für Intelligente Autonome Systeme am Fachbereich Informatik der Technischen Universität Darmstadt. Er zählt zu den führenden Experten für den Einsatz der Künstlichen Intelligenz in der Robotik in Europa und wurde mit zahlreichen wichtigen „Early Career“-Preisen ausgezeichnet. 2015 gewann er einen ERC Starting Grant für sein Projekt SKILLS4ROBOTS, auf dem nun der Proof of Concept Grant aufbaut. Peters studierte Informatik, Elektrotechnik und Maschinenbau in München, Japan, Singapur und Los Angeles. Er erhielt seinen Doktortitel in Informatik von der University of Southern California (USC). Nach seinem Abschluss an der USC wurde Jan Peters Vollzeit-Senior Research Scientist und Robot Learning Group Leader in der Abteilung für Empirische Inferenz am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik und am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme.

Über die TU Darmstadt
Die TU Darmstadt zählt zu den führenden Technischen Universitäten in Deutschland. Sie verbindet vielfältige Wissenschaftskulturen zu einem charakteristischen Profil. Ingenieur- und Naturwissenschaften bilden den Schwerpunkt und kooperieren eng mit prägnanten Geistes- und Sozialwissenschaften. Weltweit stehen wir für herausragende Forschung in unseren hoch relevanten und fokussierten Profilbereichen: Cybersecurity, Internet und Digitalisierung, Kernphysik, Energiesysteme, Strömungsdynamik und Wärme- und Stofftransport, Neue Materialien für Produktinnovationen. Wir entwickeln unser Portfolio in Forschung und Lehre, Innovation und Transfer dynamisch, um der Gesellschaft kontinuierlich wichtige Zukunftschancen zu eröffnen. Daran arbeiten unsere 312 Professorinnen und Professoren, rund 4.500 wissenschaftlichen und administrativ-technischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie rund 25.200 Studierenden. Mit der Goethe-Universität Frankfurt und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz bildet die TU Darmstadt die strategische Allianz der Rhein-Main-Universitäten.

Quelle: TU Darmstadt
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