Die Forscher haben ihren fliegenden Roboter mit integrierten Kameras und Sensoren versehen. So können sie ihre Umgebung wahrnehmen und via Autopilot selbstständig ihr Ziel erreichen. Dank dieser neuen Ausstattung ist es ihnen nun erstmals möglich, auch miteinander aktiv zu werden. In einem nächsten Schritt sollen den Geräten nun komplexere Interaktionen beigebracht werden.
„Diese Forschung ebnet den Weg für Roboter, die intelligent neben den Menschen arbeiten. Und das in einer Weise, die man derzeit nur von Science-Fiction-Filmen kennt“, so die Universität. Nach Ansicht der Einrichtung bergen die neuen Roboter erhebliches Potential: „Die Roboter könnten eine wichtige Rolle in Krisensituationen, wie Such- und Rettungsmissionen spielen oder in Umgebungen arbeiten, in denen es gefährlich für den Menschen wäre.“
Als Grundgerät bedienten sich die Wissenschaftler einfacher Flug-Roboter, den so genannten Quadcopters. Das Team der Abteilung Regelungstechnik und Systemtechnik (ACSE) programmierte nun eine Software, die die Roboter ihre Umgebung erkunden lässt. Dazu wurde an der Frontseite des Roboters eine nach vorne gerichtete Kamera installiert.
Der Roboter startet seine Arbeit ohne jegliche Informationen über das Areal und die darin befindlichen Objekte. Durch die Überlagerung verschiedener Daten der Kamera und die Auswahl der wichtigsten Bezugspunkte kann der Roboter dann eine 3D-Karte seiner Umgebung erstellen. Angebrachte Sensoren liefern ihm darüber hinaus barometrische und Ultraschall-Daten. Sie verschaffen dem Roboter einen zusätzlichen Eindruck über sein Umfeld. Schließlich werden alle gesammelten Informationen in eine Autopilot-Software eingespeist. Jetzt ist der Roboter in der Lage, sicher zu navigieren, kann obendrein weitere Daten über Objekte in seiner Nähe sammeln und auf bestimmte Ziele hinsteuern.
Das Prinzip der unabhängig agierenden Roboter kenne man aus Hollywood, so Professor Sandor Veres, der die Forschungen leitet. Hier könnten sie Objekte und Personen erkennen und Entscheidungen treffen. In der realen Welt sei das aber noch nicht möglich. Obwohl ein einzelner Roboter sehr intelligent sei, könnten sie in der Regel nicht kooperieren oder gar mit anderen Robotern oder Menschen interagieren.
Die Forschungen seines Teams zielen auf Geräte ab, die im Weltraum oder in nuklearen Umgebungen eingesetzt werden können. Das Ziel sei es, dass die Roboter ihre Umgebung verstünden und Entscheidungen auf der Grundlage dieses Verständnisses treffen könnten. Auch die US-Armee dürfte davon profitieren. Sie plant aus Kostengründen eine deutliche Verkleinerung ihrer Truppen. Die gekürzten Stellen sollen durch Kampf-Roboter ersetzt werden. Diese seien ausdauernder, günstiger und tödlicher als menschliche Soldaten (mehr hier).
Eine weitere Schlüsselfunktion der neuen Roboter-Generation ist die Fähigkeit, ohne die Kommunikationsnetzwerke zu überladen, zu interagieren und miteinander zu kooperieren. Gerade in Notfällen ist das eine wichtige Eigenschaft, da Netze in solchen Situationen oft an ihre Grenzen geraten. Dank der Programmierung sind die Quadcopters bereits in der Lage, aneinander vorbeizufliegen, ohne dass sie zusammenstoßen. Ihr Flug startet auf gleicher Höhe. Sie müssen selbst erkennen, wer höher und wer niedriger gehen muss, um eine Kollision zu verhindern. „Der zugrunde liegende Lernprozess ist ähnlich dem zweier Menschen, die sich auf der Straße begegnen und aneinander vorbei müssen“, so der wissenschaftliche Mitarbeiter Dr. Jonathan Aitken. Gleichzeitig gehe es zuerst nach rechts und nach links, bis eine Koordination stattgefunden habe.
Das Programmier-Konzept dahinter: Die Roboter sind permanent mit der so genannten Spieltheorie beschäftigt. Sie spielen das Spiel unentwegt und haben nur ein Ziel, es zu gewinnen. Bei jeder Wiederholung lernen die Roboter aus dem Verhalten des anderen dazu. Sie zapfen die Erfahrungen des anderen an, um selbst zu gewinnen. Veres zufolge bestünde der nächste Schritt nun darin, die Programmierfähigkeit auszuweiten, so dass mehrere Roboter miteinander zusammenarbeiten können. Dadurch entstünde eine Flotte von Maschinen, die miteinander kommunizieren und gemeinsam komplexere Aufgaben erledigen könnte. Roboter, die gemeinsam Häuser bauen, gibt es übrigens schon (mehr hier).
Die jüngsten Forschungen haben jedoch auch eine Kehrseite: Die Digitalisierung und voranschreitende Automatisierung werden dazu führen, dass die Hälfte aller Jobs in naher Zukunft wegfallen. Roboter, Computer und Algorithmen werden die Menschen ersetzen. Der technische Fortschritt vollzieht sich nicht mehr in Jahrzehnten, sondern revolutioniert den Arbeitsmarkt binnen weniger Jahre. Die Entwicklung vollzieht sich rasant. Das ist das Ergebnis einer Studie der Oxford Martin School (mehr hier).
