An der Schnittstelle von Robotik und Innovation

05.12.2019
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Mit großem Potenzial und vielversprechenden Zukunftsanwendungen wird von der Robotik heutzutage viel erwartet. Zwischen den Erwartungen der Öffentlichkeit und dem, was Wissenschaftler und Ingenieure heute für technisch machbar halten bestehen allerdings noch eine große Kluft. Das Samsung KI-Zentrum in New York setzt sich aus einem Team hochqualifizierter Forscher zusammen und arbeitet daran, angeführt vom Robotiker und KI-Experten Dr. Daniel D. Lee, diese Lücke zu schließen. Samsung hat mit Dr. Lee über die Arbeit gesprochen, die in dem KI-Zentrum geleistet wird sowie über Möglichkeiten um interdisziplinäre Zusammenarbeit zu fördern und Spitzenkräfte zu gewinnen.

 

Herausforderungen bewältigen

Auf die Frage nach dem Aufgabenbereich des New Yorker KI-Zentrums erklärt Lee, dass es sich auf “Grundlagenforschung an der Schnittstelle von KI, Robotik und Neurowissenschaften” konzentriert. Ziel des Zentrums ist es, an dieser Stelle “herausfordernde Probleme zu lösen”. Ein gutes Beispiel ist das Problem der robotischen Manipulation1, der Fachbegriff für die Fähigkeit von Robotern, mit physischen Objekten zu interagieren und diese zu bewegen.

 

Einfach erklärt: Roboter müssen noch geschickter werden, bevor sie bereit sind, Menschen bei körperlichen Aufgaben im Alltag zu helfen. Der erste Schritt besteht darin, Robotern mit der Intelligenz auszustatten, ihre Umgebung wahrzunehmen und zu verstehen. Zweitens müssen sie in unvorhersehbaren Situationen in der Lage sein, schnelle Entscheidungen zu treffen. Schließlich sollten Roboter geschickt und beweglich genug sein, um die entsprechenden Aktionen auszuführen. Andererseits ist es jedoch nicht möglich für den Designer eines Roboters, jede Eventualität vorauszusehen, auf die der Roboter in der realen Welt treffen kann. Roboter müssen daher wie Menschen aus Erfahrungen lernen können.

 

Aktuell eignen sich die gängigsten maschinellen Lernmethoden nicht um Roboter zu trainieren, da enorme Mengen an Trainingsdaten benötigt werden. Lee erklärte, dass es mehrere Herausforderungen gibt, die in Bezug auf maschinelles Lernen für die Robotik gelöst werden müssen.

 

“Der Umgang mit der physischen Welt ist für die KI viel schwieriger als das Spielen von Videospielen oder Go”, erklärt er. “Wir entwickeln derzeit KI-Lernmethoden, die mit der Unsicherheit und Vielfalt der physischen Welt umgehen können, so dass Roboter auch zu Hause oder am Arbeitsplatz eingesetzt werden können. Ich würde den Zustand von Robotern heute mit Computern in den 1980er Jahren während der Transformation von Großrechnern zu PCs vergleichen.”

 

Das New Yorker KI-Zentrum befasst sich mit diesen Herausforderungen, um ein umfassenderes KI- und Robotererlebnis zu bieten. So hat es kürzlich neuartige KI-Methoden entwickelt, mit denen Roboter nur mit begrenzten Daten effizient trainiert werden können. In dem Verfahren wurde ein neuronales Netzwerk so trainiert, dass es nur aus Kamerabildern Bewegungsabläufe für einen Roboterarm erzeugen kann.

 

Die Roboter-Manipulation in Angriff nehmen

Damit Roboter Dinge für Menschen erledigen können, müssen sie lernen, eine Vielzahl von Alltagsgegenständen zu berühren, zu greifen und zu bewegen. Lee erklärt, wie das Problem der gezielten robotischen Manipulation ein Schwerpunkt des New York KI-Zentrums ist.

 

Lee erläutert, dass “die Fähigkeit von Menschen und einigen Tieren, Haushaltsgegenstände zu manipulieren, von Maschinen derzeit unerreicht ist. Deshalb untersuchen wir, wie KI-basierte Lösungen genutzt werden können, um in diesem Bereich einen Fortschrit zu erzielen”. Lee erklärt weiter, dass die geschickte robotische Manipulation “die Fähigkeit erfordert, Objekte mit unbekannten Materialeigenschaften präzise und sicher zu handhaben”.

 

“Die Manipulation ist relativ einfach, wenn die Objekte und Umgebungen sorgfältig kontrolliert werden, zum Beispiel in einer Fabrikhalle”, berichtet Lee. “Aber es wird viel schwieriger in unbekannten, überladenen Umgebungen, konfrontiert mit einer Vielzahl von Objekten”.

 

Als Beispiel nennt Lee die Fähigkeiten, die ein Roboter benötigen würde, um ein gekühltes Glas Wein in einem Restaurant zu servieren. “Wie schwer ist das Glas und wie rutschig ist es durch Kondensation?” Er fügt hinzu: “Es ist unmöglich, alle möglichen physikalischen Eigenschaften des Weinglases vollständig zu modellieren, daher ist maschinelles Lernen entscheidend, wenn Roboter trainiert werden, um mit schwierigen Situationen umzugehen.”

 

Innovation durch Zusammenarbeit

Mit der Entwicklung des KI-Sektors ist dieser auch komplexer geworden, und es wird immer deutlicher, dass kollaborative Lösungen für Forscher entscheidend sind, um die aktuellen Herausforderungen zu meistern. In einem so komplexen und vielschichtigen Bereich wie der robotischen Manipulation werden Beiträge und Kooperationen mit “den Besten und Klügsten der Welt” entscheidend sein, kommentiert Lee. Er betont den Wert der Zusammenarbeit mit anderen Samsung KI-Zentren sowie akademischen Institutionen und sagt, dass “die Lösung grundlegender Probleme in der KI die Fähigkeiten und Qualifikationen zahlreicher Experten weltweit erfordert, um die Gesellschaft positiv zu verändern”.

 

Er fügte hinzu: “Die Samsung KI-Zentren laden Forscher zur Zusammenarbeit ein, die bei der Bewältigung dieser schwierigen Herausforderungen helfen können. Wir haben derzeit eine Reihe von Dozenten führender akademischer Institutionen, die mit uns in New York zusammenarbeiten.”

 

Talente gewinnen

Lee hebt hervor, wie vorteilhaft es für sein Team war, in New York ansässig zu sein, und sagt: “New York City ist sicherlich eine der größten und vielfältigsten Städte der Welt. Es ist ein Magnet für erstklassige Talente aus Forschung und Ingenieurwesen.”

 

Die Rekrutierung der allerbesten Talente ist äußerst wichtig, um bei zukünftigen KI-Fortschritten auf dem neuesten Stand zu bleiben. Lee berichtet, dass das Zentrum in diesem Bereich Glück hatte und sagt: “Wir haben davon profitiert, dass wir seit der Gründung des Zentrums einige hervorragende Forscher gewinnen konnten”.

 

“Unser Team besteht aus erfahrenen Wissenschaftlern und Ingenieuren, die innovative Theorien und Algorithmen sowie neueste technologische Lösungen entwickeln.” Lee fügt hinzu: “Es ist großartig, mit dem Team zusammenzuarbeiten und Forschung in führenden wissenschaftlichen Konferenzen und Zeitschriften zu veröffentlichen.”

 

 

Wie Robotik unser Leben revolutionieren könnte

Lee spricht darüber, wie er sich vorstellt, dass Roboter in Zukunft in die Gesellschaft passen könnten. In ihren Anfängen haben Roboter Aufmerksamkeit bekommen, weil sie niedlich und lustig waren. Die Leute neigten jedoch dazu, sie im Lauf der Zeit weniger zu nutzen. Damit Roboter von den Menschen als wertvoll und relevant angesehen werden können, müssen neue Systeme über genug Intelligenz verfügen, sodass sie sich in unser Leben integrieren können.

 

“Intelligente Robotersysteme haben das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen in Zukunft ihren Tätigkeiten nachgehen werden, zu revolutionieren”, resümiert Lee. “In naher Zukunft werden wir einige Verbesserungen bei einfachen Aufgaben in kontrollierten Umgebungen sehen. Aber umfassendere Systeme, die eine Vielzahl von komplexen Aufgaben bewältigen können, erfordern weitere Forschungsdurchbrüche. Die Samsung KI-Zentren helfen, diese Forschungsdurchbrüche zu erzielen.

 

Auf die Frage, was er als die Vision für KI und robotische Intelligenz sieht, antwortet Lee: “Ich bin mit Science Fiction Geschichten aufgewachsen, die Roboter als Helfer für Menschen beschrieben. Es wäre unglaublich, einige dieser positiven Visionen tatsächlich zum Leben zu erwecken.”

 
1 Fachbegriff für die Fähigkeit von Robotern, mit physischen Objekten zu interagieren und diese zu bewegen.

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