Robotik: Hearbo, der hörende Roboter

Der von Honda entwickelte humanoide Roboter Hearbo versteht genau, was ein Mensch ihm sagt: Er verfügt über ein besonderes System zur akustischen Wahrnehmung, das ihm ermöglicht, vier Geräuschquellen zu unterscheiden und zu verarbeiten.

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Stimme, Geräusch oder Musik - Hearbo kann unterscheiden.
Stimme, Geräusch oder Musik - Hearbo kann unterscheiden. (Bild: HRI-JP/Screenshot: Golem.de)

Hearbo (von: Hearing Robot) ist ein von Honda entwickelter Roboter, der auf akustische Wahrnehmung spezialisiert ist. Entwickelt wurde er am Honda Research Institute Japan (HRI-JP).

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Roboter sollen künftig Menschen im Haushalt unterstützen - als eine Art Maschinen-Butler: Der Mensch trägt ihm eine Aufgabe auf, und der Roboter erledigt sie. Für Letzteres ist Ersteres grundlegend: Der Roboter muss verstehen, was er tun soll - und zwar nicht nur vom Sinn her, sondern auch akustisch. Dazu haben die Forscher um Kazuhiro Nakadai das Open-Source-Wahrnehmungssystem Hark (Abkürzung für: HRI-JP Audition for Robots with Kyoto University) entwickelt. Es ermöglicht Hearbo, Sprachkommandos auch in einer Umgebung mit Hintergrundgeräuschen zu verstehen.

Geräusche unterdrücken

Herkömmliche Spracherkennungsverfahren beruhen meist auf einer Methode namens Beamforming: Das System lokalisiert den Sprechenden, unterdrückt Hintergrundlärm und wendet dann Spracherkennung an.

Das Hark-System arbeitet etwas anders: Der Roboter lokalisiert mit seinen acht Mikrofonen alle Geräuschquellen im Raum, also den Sprecher sowie die Quellen von Hintergrundgeräuschen wie etwa den Fernseher. Dann werden die Geräuschquellen getrennt und verarbeitet. Gleichzeitig läuft ständig eine Ego-Noise Suppression. Das bedeutet, der Roboter filtert die Geräusche, die seine 17 Motoren erzeugen, aus, damit sie die akustische Wahrnehmung nicht stören.

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Hark kann eine Geräuschquelle auf ein Grad genau lokalisieren. Es erkennt und verarbeitet vier verschiedene Geräuschquellen und Stimmen. Die Idee des Ansatzes sei, dass Geräusche auch wichtige Informationen enthalten könnten und deshalb nicht einfach unterdrückt werden sollten, berichtet das US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. Das Schreien eines Säuglings sei zwar eine Störung beim Zuhören, aber auch eine Nachricht, die beachtet werden müsse.

Das System kann Geräuschquellen auch qualitativ einordnen. Die Forscher haben Hearbo gelehrt, Musik zu erkennen, indem sie ihm viele Musikstücke vorgespielt haben. Irgendwann war der Roboter in der Lage, einen Song, den er nie zuvor gehört hatte, als Musik zu klassifizieren. Das bedeutet, Hearbo ist auch in der Lage, eine Stimme, die ihm Anweisungen erteilt, von der Stimme eines Sängers zu unterscheiden.

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