Uncanny Valley: Babyroboter Diego-san verzieht das Gesicht

Diego-san ist über einen Meter groß, aber eigentlich ein Kleinkind - besser gesagt: ein Roboter, der einem Kleinkind nachempfunden ist. Forscher nutzen ihn als Versuchsobjekt. Ein aktuelles Video zeigt ihn in Aktion.

Artikel veröffentlicht am 10. Januar 2013, 16:22 Uhr, Werner Pluta

Roboter Diego-san: 18 Servomotoren für die Mimik (Bild: UCSD)

Vor zwei Jahren haben Forscher von der Universität von Kalifornien in San Diego (USCD) für Verhaltensstudien einen Roboter bekommen, der einem Kleinkind nachempfunden ist. Der US-Robotiker David Hanson, einer der Konstrukteure von Diego-san, hat ein erstes Video des Roboters in Aktion veröffentlicht.

Mit dem Roboter wollen die Forscher um Javier Movellan die Entwicklung von Kleinkindern studieren: Sie entwickeln eine Steuersoftware für den Roboter. Ziel ist, dass dieser lernt, seinen Körper zu beherrschen und mit Menschen zu interagieren. Der Roboter ist einem einjährigen Kind nachempfunden.

Er hat allerdings nicht ganz dessen Dimensionen: Diego-san ist etwa 1,3 Meter groß und wiegt 30 Kilogramm. Die Gliedmaßen werden von 44 pneumatischen Aktoren bewegt. Insgesamt hat der Roboter 62 Freiheitsgrade. Der Roboter verfügt über eine Reihe von Sensoren, darunter 38 Potentiometer, 88 Druck- und zwei Inertialsensoren. Die Steuerung des Roboters übernimmt ein 2,8-GHz-Xeon-Prozessor von Intel mit zwölf Kernen. Als Betriebssysteme sind Ubuntu Linux und das Robotic Operating System (ROS) im Einsatz.

Körper von Kokoro

Den Körper hat das japanische Unternehmen Kokoro gebaut. Kokoro hat auch schon einige der von dem japanischen Robotiker Hiroshi Ishiguro entworfenen Humanoiden konstruiert, darunter Geminoid F, für den eine junge Japanerin Modell gesessen hat, und Geminoid-DK, das robotische Porträt des dänischen Wissenschaftlers Henrik Schärfe.

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Etwas groß für eine Einjährigen: Diego-san und Projektleiter Javier Movellan (Foto: UCSD)

Diego-sans Kopf hat Hanson konstruiert. Wie alle von dem US-Robotiker gebauten Köpfe ist auch dieser mit 18 Servomotoren ausgestattet, die das Gesicht verziehen und dem Roboter so ein Mienenspiel verleihen. Die Haut besteht aus einem speziellen Polymerschaum namens Frubber, den Hanson entwickelt hat. Das Material ist leicht und sehr flexibel, damit es von Servomotoren einfach verformt werden kann.

Roboter beobachtet Mensch

Als Augen hat Diego-san zwei HD-Kameras, mit denen er die Gesten und Mienen von Menschen beobachtet. Mit Hilfe seiner künstlichen Intelligenz, die Kleinkindern nachgebildet sei, soll der Roboter auf ähnliche Art und Weise lernen wie Kleinkinder, erklärt Hanson. "Gesichtsausdrücke sind wichtig, um eine Verbindung herzustellen und um intuitiv mit anderen zu kommunizieren."

Entwicklungspsychologen vermuten, dass kleine Kinder durch systematisches Ausprobieren von Bewegungen lernen, ihren Körper zu kontrollieren. Das soll die Software nachbilden. "Wir haben schon gute Fortschritte bei den Algorithmen für die Steuerung der Motoren gemacht und diese auch schon auf Konferenzen vorgestellt", berichtet Movellan. "Unsere Arbeit mit der Motorsteuerung hat uns aber auch klargemacht, was das menschliche Gehirn bei der Steuerung des Körpers alles leistet."

Soziale Interaktion

Größere Fortschritte hätten sie bei der Interaktion erzielt. "Wir haben Methoden des Maschinenlernens entwickelt, um die Interaktion von Angesicht zu Angesicht zwischen Mutter und Kind zu analysieren, den sozialen Regelmechanismus, den Kleinkinder nutzen, extrahiert und dann auf Diego-san übertragen. Dann haben wir die Interaktion zwischen Diego-san und Erwachsenen untersucht." Die Ergebnisse wollen die Forscher demnächst in Fachzeitschriften veröffentlichen.

Das Projekt Developing Social Robots ist indes älter als Diego-san. Bevor die Gruppe um Movellan diesen Roboter bekommen hat, hat sie mit dem ebenfalls von Hanson entwickelten Einstein-Roboter gearbeitet. Hansons Unternehmen baut neben solchen Einzelanfertigungen auch einen Roboter in Serie, den Hanson Robokind.