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TU Berlin

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Forschung

Die intelligente Maschine

Im Robotik-Labor nähern sich TU-Wissenschaftler dem Verständnis der künstlichen Intelligenz

Roberto Martin Martin, Marc Toussaint und Manuel Baum (v. l.) bringen dem Roboter „Bottom-3“ (M.) eigenständiges Handeln bei
Lupe

„Bottom-3“ steht vor einem Rätsel. Er sieht Griffe, Riegel, Klappen und Schübe. Kann man sie bewegen? Öffnen? Verschieben? Und was passiert dann? Er „weiß“ noch nicht, dass die interessanteste Klappe sich nur öffnet, wenn er die Riegel und Schübe in einer bestimmten Reihenfolge betätigt; das soll er durch „Physical Exploration“ entdecken. Der Roboter „Bottom-3“ macht sich an des Rätsels Lösung … Er arbeitet im „Robotics and Biology Laboratory“ der TU Berlin, das zum Fachgebiet von Prof. Dr. Oliver Brock gehört. Dort beschäftigt man sich mit dem Bau von Robotern, die intelligent agieren sollen.

„Ein intelligenter Kakadu warf die eigentliche Ausgangsfrage für dieses Projekt auf“, erklärt Oliver Brock, der vor fünf Jahren mit einer Alexander von Humboldt-Professur zur Erforschung von künstlicher Intelligenz für autonome Roboter aus den USA an die TU Berlin wechselte. Sein Fachgebiet „Robotics“ ist eines im Reigen der Disziplinen rund um die Intelligenzforschung. Durch den Fokus auf Roboter wirft es aber gleichzeitig einen multidisziplinären Blick auf die Frage der Intelligenz.

„Verhaltensbiologen wollten die kognitiven Fähigkeiten eines Kakadus verstehen und gaben ihm ein Rätsel auf: ein mechanisches Puzzle, das ihm, wenn er es löste, Zugang zu Futter gewährte. Die meisten Kakadus haben es geschafft, nur wie? Die Kollegen fragten uns, ob wir einen Roboter entwickeln können, der das Puzzle ebenfalls autonom und durch Interaktionen lösen kann – um vielleicht auf diese Weise mehr über die Intelligenz von Lebewesen zu erfahren.“ Das ist der  Kern des DFG-geförderten Projekts „Physical Exploration Challenge“.

Noch ist die Frage ungeklärt, was Intelligenz eigentlich ist. Ist Intelligenz eine Domäne des Menschen? Lange hielt man Intelligenz, insbesondere das autonome Lösen von Problemen und die Lernfähigkeit für ur-menschlich. Doch heute kennt man Tiere, die Intelligenzleistungen wie die Benutzung von Werkzeugen erbringen, man hat den Schach spielenden Computer entwickelt, der auf seinem Gebiet mittlerweile mehr kann als der Mensch.

„Wir wollen Robotern beibringen, ihre Umgebung autonom zu erforschen, Dinge auszuprobieren und zu erkennen, welche Handlung den größten Erfolg verspricht, diese zu speichern und wiederzuverwenden, also einen Lernprozess zu durchlaufen“, erklärt Roberto Martin Martin, Ingenieur im Projektteam. Es ist einer der interessantesten Aspekte der künstlichen Intelligenz: Der Roboter soll etwas Neues lernen und dann sein Verhalten so organisieren, dass er seine Kenntnis über ein Objekt oder über die Umgebung maximiert und dadurch diese Welt „begreifen“ und manipulieren kann.

„Die medialen Darstellungen vermitteln oft ein irreführendes Bild vom ,intelligenten‘ Roboter“, sagt Prof. Dr. Marc Toussaint, Informatiker von der Universität Stuttgart, der am Projekt beteiligt ist. „Tatsächlich konstruieren wir Forscher keineswegs den besseren Menschen. In erster Linie ist der Roboter für uns ein wissenschaftliches Werkzeug, mit dem wir uns einer Definition nähern wollen, was Intelligenz eigentlich ist. Im Zuge dessen entwickeln wir Technologien, die einerseits eine bedeutende Rolle in der Industrie spielen können, andererseits aber auch, wie viele vorherige technologische Fortschritte der Geschichte, das Selbstverständnis des Menschen herausfordern.“

Maschinelles Lernen, Mathematik, Psychologie, Philosophie, Informatik, Maschinenbau und weiteren Disziplinen bietet die Beschäftigung mit der künstlichen Intelligenz Anknüpfungspunkte.
Manuel Baum zum Beispiel ist der Informatiker im Team. „Es gibt bereits Methoden, mit denen Roboter aus ihren eigenen Handlungen lernen können“, erläutert er. „Doch viele grundlegende Fragen sind noch offen, besonders bei der Übertragung der Forschungsergebnisse auf das Verhalten von realen Robotersystemen.“ Dabei geht es sowohl um theoretische Aspekte als auch um die Fähigkeiten und Strategien des Roboters zur Wahrnehmung, Entdeckung und Exploration sowie um die zu implementierenden motorischen Fähigkeiten.

„Bottom-3“ setzt sich auf seinen Rollen in Bewegung. Die Wissenschaftler verfolgen auf dem Bildschirm, was er mit seinen Kamera-Augen sieht: Er wählt einen vielversprechenden Griff aus, fixiert ihn, streckt die blaue, weiche Silikonhand aus – die übrigens auch hier im Labor entwickelt wurde –, schließt die Finger um den Griff, dreht ihn – und setzt den Öffnungsmechanismus am hölzernen Puzzle in Gang. Freut sich „Bottom-3“ nun wie der kleine Kakadu? Nein – er ist eine „intelligente“ Maschine.   

www.tu-berlin.de/?id=169459

Patricia Pätzold, "TU intern" 16. Dezember 2016

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