Lernen durch Selbstbeobachtung: Roboter und KI entwickeln sich mit nur einer Kamera weiter | Focus #507
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KI bringt eine neue Ära der Evolution in die Welt der Robotik. Forschungsteams des MIT und der Columbia University haben ein System entwickelt, bei dem Roboter ihre Bewegungen mit nur einer Kamera beobachten und dabei die Struktur ihres Körpers und Steuerungsmethoden erlernen können.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen, die komplexe Sensoren oder präzise Simulationen erfordern, beginnt nun eine Ära, in der Roboter wie Menschen durch „Versuch und Irrtum“ lernen. Diese Technologie ermöglicht den autonomen Einsatz von Robotern in einer Vielzahl von Bereichen, von der Industrie bis hin zu Haushalten.
„Selbstbeobachtende Roboter“, die die Zukunft verändern
Die neueste KI-Technologie, die vom CSAIL des MIT und dem Creative Machines Lab der Columbia University entwickelt wurde, ermöglicht es Robotern, sich selbst mit nur einer Kamera zu beobachten und durch „Selbstmodellierung“ ihre eigene Körperstruktur und Bewegungen zu verstehen.
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In der MIT-Forschung wurde eine Technologie namens „Neural Jacobian Fields (NJF)“ eingeführt, während an der Columbia University das Konzept der „Kinematic Self-Awareness“ entwickelt wurde. Diese Technologien ermöglichen es Robotern, Bewegungsmodelle ohne komplexe Sensoren oder Programme zu erstellen. Ähnlich wie Menschen, die durch einen Blick in den Spiegel lernen, wie sie ihren Körper nutzen, lernen Roboter aus ihren eigenen Bewegungen.
Roboter, die sich an Schäden und Veränderungen anpassen
Die Innovation dieser Technologie geht über das bloße Bewegungslernen hinaus. Roboter können durch Selbstbeobachtung strukturelle Veränderungen erkennen und ihre Bewegungen anpassen, sodass sie auch nach Schäden weiterarbeiten können.
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Beispielsweise kann ein Haushaltsroboter, der seinen Arm durch den Kontakt mit Möbeln beschädigt, sich selbst korrigieren und seine Bewegungen aufrechterhalten. Ebenso kann ein Roboterarm in einer Fabrik, der sich verschoben hat, automatisch neu kalibriert werden, ohne die Produktion zu unterbrechen. Diese Anpassungsfähigkeit erhöht die Zuverlässigkeit in einer Vielzahl von Bereichen, von der Fertigung über Haushalte bis hin zur Landwirtschaft.
Die Zukunft der Robotik mit Kamera und KI
Bisher waren von Ingenieuren entwickelte Simulatoren erforderlich, doch in der aktuellen Forschung können Roboter ihren „eigenen Simulator“ autonom erstellen. Durch Deep Learning können sie aus 2D-Bildern 3D-Bewegungen ableiten und flexibel auf reale Veränderungen reagieren.
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Die Forscher sehen eine Zukunft, in der solche „selbstbewussten Roboter“ auch in Bereichen wie Bauwesen und Medizin eingesetzt werden und durch Selbstreparatur und Selbstoptimierung die Belastung für den Menschen erheblich reduzieren.
