{"id":20318,"date":"2019-08-23T00:01:45","date_gmt":"2019-08-22T22:01:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=20318"},"modified":"2019-08-21T10:29:40","modified_gmt":"2019-08-21T08:29:40","slug":"astro-ein-roboterhund-der-230820191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/astro-ein-roboterhund-der-230820191\/","title":{"rendered":"Der 3d-gedruckte Roboterhund Astro – basierend auf K\u00fcnstlicher Intelligenz"},"content":{"rendered":"

Wissenschaftler der Florida Atlantic University (FAU) haben innovative Technologien wie den 3D-Druck, Maschinelles Lernen, K\u00fcnstliche Intelligenz und Robotik genutzt, um einen intelligenten Roboterhund namens Astro zu erschaffen. Dieser hat die F\u00e4higkeit Dinge zu erkennen, Ger\u00e4usche wahrzunehmen sowie durch datenbasiertes Training sich selbst weiterzuentwickeln.<\/p>\n

Astro\u00b4s Aufgaben und Ausstattung<\/h3>\n

Der noch als „Welpe“ bezeichnet Roboterhund Astro reagiert derzeit nur auf Befehle wie „Sitzen“, „Stehen“ und „Liegen“. Im Laufe der Zeit behaupten die Wissenschaftler, dass Astro lernen wird, Handzeichen zu verstehen und darauf zu reagieren. Au\u00dferdem soll er verschiedene Farben identifizieren sowie mehrere Sprachen verstehen k\u00f6nnen. Ihr Ziel ist es sogar ihm die F\u00e4higkeit zu geben menschliche Gesichter zu unterscheiden und sogar andere Hunde zu erkennen.<\/p>\n

Astro ist in der Lage, mit seiner Umgebung in Echtzeit zu interagieren, indem er \u00fcber Sensoren, Kameras und ein Richtmikrofon verf\u00fcgt. Diese technischen Widgets erm\u00f6glichen es Astro, Umgebungsdaten \u00fcber mehrere Instanzen hinweg zu erfassen, darunter Optik, Schall, Gas und Radar.<\/p>

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Hauptaufgaben f\u00fcr den Roboterhund Astro k\u00f6nnten die Erkennung von Waffen und Sprengstoffen zur Unterst\u00fctzung von Polizei, Milit\u00e4r und Sicherheitspersonal sein. Neben den Streitkr\u00e4ften kann Astro auch als Diensthund f\u00fcr Sehbehinderte oder zur medizinischen Diagnose\u00fcberwachung programmiert werden. Die Wissenschaftler trainieren den Roboterhund auch als Ersthelfer f\u00fcr Such- und Rettungseins\u00e4tze wie Hurrikanaufkl\u00e4rung und milit\u00e4rische Man\u00f6ver.<\/p>\n

\"3d-gedruckter

Bildquelle: Alex Dolce\/Flordia Atlantic University<\/p><\/div>\n

Funktionsweise des eingebauten Neuronalen Netzes<\/h3>\n

An das Robotersystem von Boston Dynamics, das den vierbeinigen K\u00f6rper des Hundes darstellt\u00a0 befestigte das FAU-Team den Kopf – hergestellt mit 3D-Druck. Der Kopf verf\u00fcgt \u00fcber ein computerstimuliertes Gehirn, das nicht nach vorprogrammierter Robotersteuerung arbeitet. Stattdessen verwendet es ein sogenanntes „Deep Neural Network“, was einem neuronalen Netz mit mehreren sogenannten „hidden layers“, also mehreren Schichten entspricht. Dies funktioniert so, dass neue Sprachinputs und visuelle Signale in das neuronale Netz geleitet werden und dann mit vorher eingegeben Trainingsdaten abgeglichen werden. Je nach \u00dcbereinstimmung werden die Inputs dann gewichtet und es entsteht so \u00fcber mehrere Entscheidungskriterien hinweg (Schichten) ein Output. Der Output letztendlich ist eine\u00a0 Aussage mit einer bestimmten Sicherheit (%), also eine Art Prognose die auf den wahrgenommenen Ereignissen bzw. Daten basiert. Je nach Ergebnis f\u00fchrt dieses Training dazu, dass der Roboterhund lernt sich so zu verhalten, dass er das Potenzial hat n\u00fctzliche Aufgaben zu erf\u00fcllen.<\/p>\n

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Vereinfachter Aufbau eines neuronalen Netzes – Quelle: Dr. T. Wilde<\/p><\/div>\n

Nicht die erste Verbindung zwischen 3D-Druck und Robotik<\/h3>\n

Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren zur Entwicklung mehrerer Roboter, die auf Basis k\u00fcnstlicher Intelligenz arbeiten, beigetragen. Aufgrund ihrer Konstruktions- und Fertigungsm\u00f6glichkeiten wird die Technologie auch im Bereich der Soft-Robotik erforscht.<\/p>\n

Boston Dynamics selbst hat den 3D-Druck genutzt, um seinen Roboter namens „Atlas“ zu entwickeln, dessen Funktionsweise dem Menschen stark \u00e4hnelt. Der Roboter wurde f\u00fcr Such- und Rettungszwecke entwickelt und kann normal gehen, auf unebenem Boden joggen, \u00fcber Hindernisse springen und sich nach einem Sturz selbst aufheben. Der 3D-Druck spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Beine von Atlas, die aufgrund ihrer Beweglichkeit und Man\u00f6vrierf\u00e4higkeit unerl\u00e4sslich waren.<\/p>\n

ETH-Roboter haben auch einen selbstlernenden Eislaufroboter mit 3D-Druck namens „Skaterbot“ entwickelt. Der Roboter wurde auf dem diesj\u00e4hrigen Weltwirtschaftsforum in Davos ausgestellt, wo er auch an einem Eishockeyspiel teilnahm.<\/p>\n