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Graduiertenkolleg Verhaltensstrategien & Verhaltensoptimierung
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Interaktive Verhaltenssteuerung mobiler Roboter

Promotionsprojekt von Betreut durch
Marcus Kleinehagenbrock Prof. Dr. Gerhard Sagerer


Mobile Roboter gewinnen in der Forschung zunehmend Interesse. Ziel sind autonome Service-Roboter, welche selbstständig bestimmte Aufgaben in ihrem Einsatzgebiet erfüllen. Das Einsatzgebiet soll für diese Systeme möglichst frei wählbar sein. Dabei müssen sie auch unvorhergesehene Probleme lösen können, wie z.B. einem unerwarteten Hindernis ausweichen.

Neben den Basisanforderungen eines mobilen Roboters, wie z.B. der Orientierung und der Hinderniserkennung, steht die Einfachheit der Bedienung des Systems im Vordergrund. D.h., ein Service-Roboter sollte möglichst intuitiv und ohne spezielles Wissen über technische Systeme bedient werden können. Fernziel ist, eine Kommunikation mit dem Roboter in Form eines freien Dialogs zu ermöglichen, so dass jede Person ihn bedienen kann.

Um die Einfachheit der Bedienung eines Roboters zu erreichen, ist es naheliegend, das Kommunikationssystem so auszulegen, dass mit dem Roboter auf für Menschen natürliche Weise kommuniziert werden kann. Zur Stärkung dieser Art der Kommunikation ist es sinnvoll, biologische Aspekte des menschlichen Verhaltens auf den Roboter zu übertragen. Ebenso sollte der Roboter menschliches Verhalten interpretieren können. Dazu müssen Bilddaten und Sprache aufgenommen und verarbeitet werden können. Des Weiteren ist eine Sprachausgabe von Seiten des Roboters für einen Dialog notwendig.

Die Entwicklung des Systems findet in einer Bürodomäne statt. Im Rahmen des Projektes steht die Umsetzung bestimmter Verhaltensweisen für den mobilen Roboter "PeopleBot" der AG AI an. Dabei soll ein wie oben beschriebenes Dialogsystem verwendet werden. Folgende Verhaltensweisen sollen in das Robotersystem eingebunden werden:

  • Detektion von Personen und deren Identifizierung, welche das Anreden einer Person mit ihrem Namen ermöglicht.
  • Verfolgung einer Person mit der Kamera während eines Dialogs, um die Aufmerksamkeit des Roboters anzuzeigen. Falls die zu verfolgende Person den Schwenkbereich der Kamera verlässt, soll der Roboter in der Lage sein, die Orientierung der gesamten Platform zu korrigieren.
  • Folgen einer Person, um an bestimmte Orte geführt werden zu können. Dabei soll es möglich sein dem Roboter Zielpunkte zu benennen, die er sich merken und später wieder ansteuern kann.
  • Erkennen von bestimmten visuellen Merkmalen eines Raumes zur besseren Orientierung. Eine Ladestation soll für den Roboter durch visuelle Marker entsprechend ausgewiesen werden, die der Roboter selbstständig bei Bedarf findet und ansteuert.
  • Lernen durch Beobachtung eines Menschen. Der Roboter sollte in der Lage sein, Gesten zu erkennen. Dies ist wichtig, wenn der Roboter Gegenstände lernen soll, auf die mit dem Finger gezeigt wird. Diese Gegenstände sollten dann zu einem späteren Zeitpunkt wiedererkannt werden können. Ein solches Gestensystem wird bereits unter dem Thema "Multimodal Learning of Object Specifications" im Graduiertenkolleg "Aufgabenorientierte Kommunikation" entwickelt und soll in das Robotersystem integriert werden.