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TU Berlin

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Wo Wissen entsteht - ein Blick in die Labore der TU Berlin

Mensch oder doch lieber Maschine

Im MTI-FabLab forschen Soziologen, Verhaltensbiologen, Designer, Informatiker und Elektrotechniker daran, wie Roboter sein sollen

Dr. Diego Compagna nutzt für seine soziologischen Forschungen zur Mensch-Roboter-Inter­aktion „Pepper“, weil er sehen, hören und auf Emotionen reagieren kann.
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Seinen großen Auftritt hatte er 2006. Da schüttelte Roboter „ZAR“ auf der CeBIT Bundeskanzlerin Angela Merkel die Hand. „ZAR“, die Buchstaben stehen für Zwei-Arm-Roboter, war damals etwas Besonderes unter seinen Roboterkollegen, denn seine Bewegungen basieren auf der Funktionsweise menschlicher Muskeln. So wurde er auch als humanoider Muskelroboter bekannt.

Roboter „ZAR“ schüttelte 2006 auf der CeBIT Bundeskanzlerin Angela Merkel die Hand.
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Roboter „ZAR“
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Ein Nachfolgeprojekt von „ZAR“ ist „BROMMI:TAK“, ein beweglicher Roboterrüssel – hier zusammen mit Prof. Dr. Ivo Boblan. Roboter „ZAR“ und „BROMMI:TAK“ wurden an der TU Berlin entwickelt.
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Seither hat „ZAR“ mehrere Entwicklungsstufen durchlaufen. Ein Nachfolgeprojekt ist „BROMMI:TAK“, ein beweglicher und modular aufgebauter Roboterrüssel. Ihrer beider Zuhause ist das MTI-FabLab an der TU Berlin. Eingerichtet wurde es 2015 von Prof. Dr.-Ing. Ivo Boblan, mittlerweile Professor an der Beuth Hochschule für Technik Berlin. Ivo Boblan initiierte auch die MTI-engAge-Nachwuchsforschergruppe, die derzeit von Dr. ­Diego Compagna geleitet wird.

Neben „Pepper“ gibt es noch den kleinen „Nao“ im MTI-FabLab (im Hintergrund)
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Dieses interdisziplinäre Team aus Soziologen, Verhaltensbiologen, Informatikern, Designern und Elektrotechnikern erforscht in diesem Labor die Interaktion zwischen Mensch und Technik. Die Erkenntnisse sollen in die Entwicklung von Robotern fließen, die dem Menschen gemäß sind, also die sich an den Bedürfnissen des Menschen orientieren und nicht umgekehrt. Für diese Forschungen stehen im MTI-FabLab noch andere Roboter zur Verfügung, wie „Nao“ und „Pepper“. Im Gegensatz zu „ZAR“ und „BROMMI:TAK“ wurden sie nicht an der TU Berlin entwickelt, sind aber für soziologische Untersuchungen, wie sie Diego Compagna durchführt, notwendig. Insofern ist das MTI-FabLab nicht nur ein Entwicklungslabor für Roboter, sondern auch eine Test-Umgebung für die Mensch-Technik-Interaktion (MTI). „Pepper“ zum Beispiel kann sehen, hören, tanzen, Emotionen erkennen und darauf reagieren.

„BROMMI:TAK“ ist nicht so „beseelt“, aber außerordentlich beweglich, hebt schwere Lasten und nimmt zerbrechliche Gegenstände auf, ohne sie zu zerdrücken. Diese Eigenschaften wurden dem Elefantenrüssel abgeschaut. Wie bei „ZAR“ stand also auch hier die Natur bei der Technik Pate. Mit diesen Fähigkeiten könnte der Roboterrüssel an einer Taktstraße in der Autoindustrie eingesetzt werden. „BROMMI:TAK“ ist übrigens zwei Meter lang, 18 Kilogramm schwer (ein echter Elefantenrüssel wiegt etwa 16 Kilo) und hat einen Aktionsradius von 1,5 Metern. Sieben Segmente ermöglichen Bewegungen in drei Richtungen. Jedes einzelne Segment besteht aus drei pneumatischen Muskeln. Das sind Gummischläuche, die durch Luftzufuhr kontrahieren beziehungsweise wieder erschlaffen. Am Ende des Rüssels befinden sich drei Backengreifer, die „formgerecht“ greifen, das heißt, man kann ihnen getrost ein rohes Ei reichen.

Das Team

Prof. Dr.-Ing. Ivo Boblan, Gründer des MTI-FabLab, Professor an der Beuth Hochschule für Technik Berlin

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Die Bionik ist mein Ansatz bei der Entwicklung von Robotern. Bionik bedeutet nicht, die Biologie eins zu eins zu kopieren, sondern das Wirkprinzip zu verstehen und es auf technische Systeme zu übertragen. Ich habe das MTI-FabLab gegründet, um bionische Roboter zu entwickeln. Roboter mit pneumatischen Muskeln beruhen auf dem Beuger-Strecker-Prinzip des menschlichen Muskels. Dadurch werden die Bewegungen eines Roboters weich und nachgiebig, was der Mensch beim Umgang mit ihnen als angenehm empfindet.

Dr. Diego Compagna, Leiter der MTI-engAge-Nachwuchsgruppe

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Das FabLab wird auch für eine soziologisch inspirierte Erforschung der Mensch-Roboter-Interaktion genutzt. Hierbei interessieren mich vor allem Fragen nach der Relevanz von Anthropomorphisierung und der Zuschreibung von Kompetenz in der Interaktion mit Robotern: Unter welchen Bedingungen sind Menschen dazu geneigt, Robotern ,menschenähnliche‘ Kompetenzen zuzuschreiben? Soll die Mensch-Mensch-Interaktion als Referenz dienen oder sollte es vielmehr um die Modellierung neuer Interaktionsformen gehen?

Mirco Martens, wissenschaftlicher Mitarbeiter

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In meiner Promotion untersuche ich, inwiefern pneumatische Muskeln menschliche Bewegungen unterstützen können. Im Arbeitsprozess können verschiedenste Tätigkeiten zu Schmerzen führen. Ich erforsche, ob es durch den Gebrauch einer Ellenbogenorthese, bestehend aus pneumatischen Muskeln, möglich ist, diese zu verhindern. Da die Orthese die Bewegungen unterstützen soll, muss ich den Willen des Menschen detektieren, also in welcher Art und Weise er sich Hilfe wünscht und ihn reglungstechnisch umsetzen.

Alexandra Weidemann, wissenschaftliche Mitarbeiterin

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Die Forschung an der Mensch-Roboter-Interaktion aus Sicht des Menschen befasst sich unter anderem mit der Betrachtung des Nutzer-Erlebens. Das Nutzererleben beinhaltet alle Erfahrungen wie Wahrnehmungen und Reaktionen während der Interaktionssequenz und wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Weiterhin ist das Gesamturteil über und die Akzeptanz des Roboters von Interesse. Ich untersuche diese Aspekte an verschiedenen Robotersystemen in bestimmten Kontexten und bei mehreren Altersgruppen.

Sebastian Reichel, wissenschaftlicher Mitarbeiter

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Damit Roboter-Assistenzsysteme als ästhetisch und ihr Verhalten als positiv empfunden werden, muss die Interaktion mit ihnen auf eine dem Menschen vertraute Art und Weise intuitiv, flexibel, fehlertolerant und freudvoll gestaltet werden. Formen, Farben, Materialien, Haptik sowie Verhalten, Rückmeldung und Timing spielen eine zentrale Rolle. Diese Potentiale für zukunftsweisende Gestaltungsansätze in der Mensch-Technik-Interaktion auszuloten ist Ziel meiner Design-Forschung im Projekt MTI-engAge.

Sybille Nitsche, "TU intern" 7. April 2017

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