Roboter reagiert auf Handzeichen

US-Wissenschaftler entwickeln Gestenerkennung für Roboter

Wissenschaftlern in den USA ist nach eigenen Angaben ein wichtiger Schritt für die Entwicklung autonomer Roboter gelungen: Sie haben einem Roboter beigebracht, einem Menschen auf dem Fuß zu folgen und auf Handzeichen zu reagieren.

Artikel veröffentlicht am 13. März 2009, 16:42 Uhr, Werner Pluta

Ein Kopfschütteln, ein Nicken oder ein Wink mit der Hand reichen oft aus, um einem Mitmenschen ein Anliegen verständlich zu machen. Für die Kommunikation mit Robotern reichten Gesten bislang nicht aus. Wissenschaftler der Brown Universität in Providence im US-Bundesstaat Rhode Island haben eine Möglichkeit entwickelt, auch Robotern nonverbale Kommunikation beizubringen.

Halt! Ihr Roboter folgt dem Menschen und reagiert auf Gesten wie einen erhobenen, abgewinkelten Arm mit geballter Faust, die ihm bedeutet, dass er anhalten soll, oder zwei seitlich gehobenen Armen. Damit fordern die Wissenschaftler den Roboter auf, durch eine Tür zu fahren. Allerdings gehorcht der Roboter auch aufs Wort: In einem Demonstrationsvideo kommandiert ein Teammitglied den Roboter mit den Worten "Kehre um" wieder zu sich zurück.

Der Roboter ist ein PackBot des Herstellers iRobot, der auch von der US-Armee eingesetzt wird. Die Wissenschaftler haben ihn mit einer 3D-Kamera (auch Tiefenbildkamera oder Time-of-Flight-Sensor genannt) vom Typ CSEM Swiss Ranger sowie einem Notebook ausgestattet, auf dem mehrere von den Wissenschaftlern entwickelte Programme laufen.

Video: Roboter gehorcht Handzeichen (3:43)

Eines der Programme dient der visuellen Erkennung. "Roboter können sehen, Erkennung aber ist schwierig", erklärt Chad Jenkins, Leiter des Forscherteams. Die Software ermöglicht es dem Roboter, einen Menschen zu erkennen, indem er seine Silhouette von der Umgebung abhebt. So kann er sich auf einen bestimmten Menschen fixieren und dessen Kommandos entgegennehmen, ohne dass er von anderen Gegenständen oder anderen Menschen abgelenkt wird.

Der Roboter weiß also genau, wem er folgen soll. Kreuzt ein anderer Mensch seinen Weg, hängt er sich nicht etwa an diesen, sondern bleibt bei seiner Bezugsperson. Ist diese außer Sicht, wartet der Roboter und lässt sich auch nicht von anderen ablenken, die inzwischen vorbeikommen. Erst ein Kommando der Bezugsperson aktiviert ihn wieder.

Mit Hilfe der 3D-Kamera, die mit Infrarotlicht die Entfernung von Objekten zu der Kamera misst, bleibt der Roboter dem Menschen stets im gleichen Abstand auf den Fersen. Dreht dieser sich um und geht auf den Roboter zu, behält der den Abstand bei, indem er zurückweicht.

Die Forscher haben darauf geachtet, dass das System unempfindlich gegen äußere Einflüsse ist. Es ist beispielsweise unabhängig von der Beleuchtung und funktioniert in Innenräumen ebenso wie draußen. Der Roboter folge dem Menschen mit dem gleichen Abstand überall hin, ohne dass er sich um den Roboter kümmern müsse, erklärt Jenkins. Damit sei ihnen ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung autonomer Systeme gelungen. Ziel sei, dass der Roboter wie ein Partner handele, dem man nur sagen müsse: Tu das und das. Und der Roboter führt den Auftrag aus.