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Das Forschungsinstitut für Kognition und Robotik der Universität Bielefeld führt universitäre und industrielle Grundlagenforschung zusammen. Ziel der interdisziplinären Forschergruppen am CoR-Lab ist es, Roboter mit kognitiven und sozialen Fähigkeiten auszustatten und sie damit zu alltagstauglichen Assistenten für den Menschen zu machen. Das Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes Nordrhein-Westfalen hat den Aufbau des Instituts bereits mit 1,1 Millionen Euro gefördert und wird es auch weiterhin unterstützen. Der japanische Technologiekonzern Honda kooperiert mit dem CoR-Lab, unterstützt die Doktorandenausbildung und stellt den Bielefelder Wissenschaftlern zwei humanoide Roboter ASIMO mit entsprechender Software zur Verfügung. Damit kann das CoR-Lab als erste universitäre Einrichtung in Europa die Hightech-Roboter als Forschungsplattform einsetzen.

?Die Universität Bielefeld ist international dafür bekannt, dass unter ihrem Dach exzellente Forscher seit vielen Jahren sehr erfolgreich disziplinübergreifend an der Schnittstelle zwischen Informatik, Linguistik, Gehirn- und Kognitionswissenschaft arbeiten", so Professor Dr. Dieter Timmermann, Rektor der Universität Bielefeld. ?Wichtigen Problemen auf dem Weg zur Realisierung intelligenter Systeme wird hier auf höchstem Niveau nachgegangen. Wir danken Honda und dem Ministerium für Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes Nordrhein-Westfalen für die Unterstützung und das damit verbundene Vertrauen." Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie - vor allem mit Honda - werden die Forschergruppen des Instituts zentrale ungelöste Schlüsselfragen zur Verwirklichung alltagstauglicher Roboter angehen. Im Zentrum des CoR-Lab steht die Technische Fakultät der Universität Bielefeld, insbesondere die Forschungsgruppen Neuroinformatik und Angewandte Informatik, die in den Bereichen der künstlichen Wahrnehmung, des Computersehens und der neuronalen Bewegungssteuerung arbeiten.

?Unser Ziel sind Roboter, die mit der häufig fehlenden Eindeutigkeit der menschlichen Kommunikation umgehen können, das heißt, auch nicht ganz klare verbale Anweisungen und Gesten ?sinngemäß' interpretieren können", erklärt Informatikprofessor Dr. Gerhard Sagerer, Vorstandsmitglied des Forschungsinstituts für Kognition und Robotik. ?Wir fragen uns, wie wir Roboter intuitiver instruieren oder sie zum selbständigen Lernen befähigen können - vielleicht ist es sogar möglich, den Maschinen eine ?Grundausstattung' an sozialer Kompetenz zu verleihen. Alles Voraussetzungen, um sie für uns Menschen zu angenehmeren Assistenten zu machen." Dabei haben die Wissenschaftler beispielsweise Anwendungen in den Bereichen Haushalt oder Pflege im Auge.

Mit Honda konnte das CoR-Lab einen ersten, strategisch überaus wichtigen Partner gewinnen. Der von Honda zur Verfügung gestellte ASIMO gilt als der modernste zweibeinige humanoide Roboter der Welt - er kann laufen, Gegenstände entgegen nehmen und tragen, einen Wagen schieben, auf einen Menschen reagieren und dessen Hand schütteln sowie zu einem gewissen Grad auch hören und sprechen.

Die Bielefelder Wissenschaftler wollen in technisch orientierten Projekten die kognitiven und motorischen Fähigkeiten von ASIMO weiterentwickeln. Es ist darüber hinaus geplant, ASIMO in Interaktionsstudien mit Kindern und Erwachsenen einzusetzen. Es soll untersucht werden, wie Menschen auf den Roboter reagieren und wie sie das Verhalten des Roboters wahrnehmen. ?Der ASIMO ist für uns der ideale Roboter, um die Mensch-Maschine-Interaktion zu erforschen", so Professor Sagerer. ?In ersten Forschungsdesigns werden wir ihn als Gegenüber und Partner von Versuchspersonen einsetzen und beobachten, wie Kommunikation - beispielsweise über Körpersprache - abläuft." Daraus sollen dann Rückschlüsse gezogen werden, wie ein Roboter idealer Weise gestaltet und sich gegenüber Menschen verhalten sollte. ?Die Maschine soll sich dem Menschen anpassen, nicht umgekehrt", erläutert Professor Sagerer die Philosophie der Bielefelder Roboterforschung. Die beiden ASIMO stehen dem CoR-Lab ab sofort zur Verfügung.

?Die Entscheidung zu einer qualitativ neuartigen Kooperation mit der Universität Bielefeld liegt vor allem an der fachlichen Passfähigkeit der wissenschaftlichen Konzepte beider Einrichtungen", so Professor Dr. Edgar Körner, Präsident des Honda Research Institute Europe (HRIEU). ?Ein weiterer wichtiger Grund war das enge Vertrauensverhältnis, welches sich im Rahmen einer Reihe gemeinsamer Forschungsprojekte innerhalb der letzten Jahre entwickelt hat." Das HRI-EU verfolgt das Ziel, nach dem Vorbild biologischer Systeme (des Gehirns), Intelligenz als Technologie zur optimalen Steuerung komplexer Systeme unter sich ständig ändernden Umweltbedingungen für ein breites Anwendungsspektrum zu entwickeln.

Intelligenz steht dabei für die Fähigkeit zur robusten und flexiblen Problemlösung in komplexen Situationen, vor allem unter der Bedingung begrenzter Ressourcen wie Zeit und Energie. Die Gehirne hochentwickelter Lebewesen benötigen zu ihrer Ausreifung die intensive Interaktion mit der Umwelt, wie zum Beispiel Kommunikation und Manipulation beim Menschen, weil nur so das für ein optimales Verhalten nötige reichhaltige Wissen erworben werden kann. Die Untersuchung und das Verstehen elementarer Mechanismen dieser aktiven Exploration der Umgebung durch das autonome intelligente System erfordert eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit von Bereichen der technischen Wissenschaften, der experimentellen und theoretischen Neurobiologie, der Psychologie, Linguistik, und auch neu im Entstehen begriffener Wissenschaftsgebiete, wie zum Beispiel der Entwicklungsneurobiologie. ?Diese interdisziplinäre Breite kann nicht mehr in einer Forschungseinrichtung eines Unternehmens erzeugt werden. Die Technische Fakultät der Universität Bielefeld hat bei großen Projekten zur Interaktion durch Manipulation und Kommunikation die Fähigkeit und Bereitschaft zur breiten interdisziplinären Arbeit in den letzten Jahren nachgewiesen. Deshalb wird die intensivere Zusammenarbeit im Rahmen des CoR-Labs und der zugehörigen Graduate School es uns ermöglichen, gerade diese Themen im Grundlagenbereich im Kontext einer gemeinsamen Strategie noch konzentrierter nach vorn zu treiben", so Professor Körner.

(See attached file: Roboter sollen alltagstaugliche Assistenten werden 10-10-2007.pdf)

ASIMO ? Ein Überblick über Hondas neueste Generation fortschrittlicher humanoider Roboter 10. Oktober 2007 - Die Entwicklung eines Roboters, der sich wie ein Mensch bewegen, mit Menschen interagieren und ihnen helfen kann, wird als eine der großen technologischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts betrachtet. Ganz vorn mit dabei ist ASIMO ? Hondas neueste Generation humanoider Roboter. Er wird von vielen führenden Wissenschaftlern als der fortschrittlichste zweibeinige humanoide Roboter der Welt angesehen. ASIMO (für ?Advanced Step in Innovative MObility?) wurde auf einem Symposium unter dem Titel ?From High Tech to Intelligence ? The Challenge of Humanoid Robots? an der TU Darmstadt am 30. Juni 2003 erstmals der europäischen Wissenschaft vorgestellt. Seither ist ASIMO durch Europa gereist und hat sich bei vielen namhaften wissenschaftlichen und Roboter-bezogenen Events präsentiert. Er wird auch intensiv eingesetzt, um junge Leute für Wissenschaft und Technik zu begeistern, beispielsweise auf Veranstaltungen wie der ?Researcher's Night? der EU-Kommission in Brüssel oder dem ?Youth Engineering Summit? in Großbritannien. Europa selbst liefert durch Hondas europäisches Forschungsinstitut einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung zukünftiger Generationen von ASIMO. Dabei steht die Verbesserung der Roboter-Intelligenz im Mittelpunkt. Das Honda Research Institute (Europe) in Offenbach arbeitet derzeit mit 17 europäischen Universitäten und Forschungszentren im Bereich intelligenter Systeme und kognitiver Intelligenz zusammen. Die Vorstellung des neuen ASIMO im September 2007 in Barcelona war ein wichtiger Meilenstein.

ASIMO ? Warum werden humanoide Roboter erschaffen? 10. Oktober 2007 - Hondas langfristiges Bestreben, humanoide Roboter zu entwickeln, reicht zwei Jahrzehnte zurück. Damals wurde das Ziel formuliert, eine einzigartige technische und technologische Herausforderung im Bereich der Mobilität in Angriff zu nehmen. 1986 entwickelte das Unternehmen seinen ersten Roboter, der auf zwei Beinen gehen konnte. Das hierauf folgende Bahn brechende Programm war von Hondas Engagement für Innovationen und die Entwicklung fortschrittlicher Produkte inspiriert, die jetzt und in Zukunft uns Menschen tatsächliche, d.h. greifbare, Vorteile bringen. Die Vision von Honda ist, einen humanoiden Roboter zu erschaffen, der mit Menschen interagieren und sie unterstützen kann und damit unser Leben einfacher und angenehmer macht. Natürlich ist es noch ein weiter Weg, bis humanoiden Robotern spezifische Rollen zugewiesen werden können, aber es ist denkbar, dass diese Roboter behinderte und ältere Menschen unterstützen und unabhängiger machen könnten. Obwohl Marktpotenzial und Anwendung von ASIMO noch offen sind, repräsentiert er schon heute in einzigartiger und überzeugender Weise Hondas führende Fähigkeiten im Bereich Technik und Technologien, durch die es dem Unternehmen gelang, die besten Ingenieure und Forscher für sich zu gewinnen. Zahlreiche Technologien, die sich Honda durch Forschung und Entwicklung von ASIMO aneignete, werden auch in anderen Bereichen angewandt, beispielsweise in der Kraftfahrzeug-Sicherheit. Dazu zählen Haltungs-Steuerung und Erkennungs-Technologien ebenso wie das Know-how, Technik kleiner und leichter zu gestalten. Darüber hinaus glaubt Honda, dass die positive weltweite Aufnahme, die ASIMO besonders bei Jugendlichen erfährt, zur Inspiration der nächsten Generation Ingenieure beitragen kann.

ASIMO ? Der fortschrittlichste humanoide Roboter der Welt 10. Oktober 2007 - Für die Bewegungen von ASIMO hat Honda die komplexen koordinierten Bewegungen des menschlichen Körpers studiert und als Modell genommen. Die Proportionen und Gelenkpositionen von ASIMO entsprechen dem menschlichen Vorbild und weisen in vielerlei Hinsicht eine Beweglichkeit auf, die mit der des Menschen vergleichbar ist. Seine von Honda neu entwickelte fortschrittliche Bewegungstechnologie ermöglicht es ASIMO sich nicht nur vorwärts und rückwärts zu bewegen, sondern auch zur Seite, Treppen hoch und runter sowie Kurven zu gehen. ASIMO ist daher der Roboter, der am ehesten die natürliche Gehbewegung des Menschen nachahmt. Entscheidend dafür ist der Einsatz einer intelligenten Gehtechnologie, mit der ASIMO flexibel in Echtzeit gehen kann. Der Roboter kann damit die nächsten Schritte vorhersagen und seine Bewegungen entsprechend anpassen. Wie ein Mensch, der beispielsweise in der Kurvenbewegung seinen Körperschwerpunkt vorhersehend in das Kurveninnere verschiebt, bestimmt ASIMO seine nächsten Schritte im Voraus und verlagert seinen Schwerpunkt entsprechend. Die Fähigkeit, die nächsten Bewegungen in Echtzeit vorauszubestimmen, ermöglicht es ASIMO auch, kontinuierlich zu gehen. Er muss nicht erst stoppen, sich drehen und dann eine Kurve gehen, sondern schafft dies in einer ununterbrochenen, fließenden Bewegung. Im Dezember 2005 gab Honda eine Reihe aufregender und herausragender technologischer Entwicklungen beim ?neuen ASIMO? bekannt ? der ASIMO Generation, die nun auf Europa-Tour ist. Dazu gehörten die Fähigkeit, eine Reihe wichtiger Aufgaben in einer ?Real-Life?-Umgebung auszuführen. So kann er nun Objekte entgegennehmen und tragen und einen Wagen schieben. Er kann aber auch automatisch in Zusammenarbeit mit Menschen funktionieren, zum Beispiel Hand in Hand gehen. Die Mobilität dieses ?neuen ASIMO? wurde ebenso stark verbessert: Er kann nun mit einer Geschwindigkeit von 6 km/h geradeaus und mit 5 km/h im Kreis laufen und ist damit der schnellste humanoide Roboter der Welt.

ASIMO ? Auf dem Weg zum intelligenten Roboter 10. Oktober 2007 - Zusätzlich zu den bedeutenden mechanischen Fortschritten konzentriert sich Hondas laufendes Forschungsprogramm auf die Entwicklung intelligenten Verhaltens bei ASIMO. Dabei definiert Honda Intelligenz als ?die Fähigkeit, Problemlösungsstrategien zum Erreichen eines bestimmten Ziels durch Erkennen und Analysieren, Zuordnen und Kombinieren, Planen und Entscheiden zu entwickeln?. Honda gesteht selbst ein, dass ASIMO noch ein weiter Weg von diesen Fähigkeiten trennt, ist aber davon überzeugt, wichtige Fortschritte gemacht zu haben. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ASIMO mit einer Vielzahl intelligenter Technologien ausgestattet. Dazu zählt die Fähigkeit, Personen, Objekte und Gesten zu erkennen, Abstände und Bewegungsrichtungen mehrerer Objekte zu berechnen sowie flexible Wege zu einem Ziel zu ermitteln. Diese visuelle Information wird registriert, interpretiert und in Aktionen umgesetzt. Dies ermöglicht ASIMO eine Reihe von Fähigkeiten. So kann er beispielsweise Hindernisse selbständig umgehen und auch erkennen, dass jemand seine Hand schütteln möchte, worauf er seine Hand ebenfalls reicht. Bis zu einem gewissen Grad kann ASIMO auch hören und sprechen. Er kann Stimmen identifizieren, Geräusche und Sprache unterscheiden, auf bestimmte Anweisungen reagieren und mit einfachen Sätzen und Grußworten kommunizieren. Derzeit beherrscht ASIMO etwa 50 unterschiedliche Rufe und Grußworte und versteht 30 unterschiedliche Befehle, auf die er entsprechend reagiert. Der Weg zu intelligentem Verhalten ist jedoch noch lang. Das Intelligenzmodell ? das Gehirn ? muss zuerst besser verstanden werden, bevor ähnliche Verarbeitungsprinzipien auf humanoide Roboter angewandt werden können. So ist bei allem Fortschritt davon auszugehen, dass es mindestens noch 10-15 Jahre dauern kann, bis ASIMOs Intelligenz zu seiner bereits vorhandenen gut ausgeprägten Mobilität passt. Weltweit hat Honda drei Forschungsinstitute eingerichtet, um intelligente Systeme besser verstehen zu lernen. Diese Zentren in Japan, Amerika und Deutschland kooperieren mit einer Vielzahl von Institutionen mit ähnlichen Zielen. Allein das Honda Research Institute in Deutschland arbeitet mit 17 Universitäten und unabhängigen Forschungsinstituten zusammen, um Intelligenz besser zu erforschen.

Die Geschichte der Entwicklung humanoider Roboter und von ASIMO bei Honda 10. Oktober 2007 - Nach Automobilen, Motorrädern und Motorgeräten hat Honda eine neue Herausforderung im Bereich der Mobilität in Angriff genommen ? die Entwicklung eines zweibeinigen humanoiden Roboters. Hauptkonzept hinter dieser Roboter-Forschung und -Entwicklung war die Schaffung einer lebensnahen Mobilität, mit deren Hilfe Roboter harmonisch mit Menschen leben und sie unterstützen können. Am Anfang der Forschung stand die Vision einer idealen Roboterform für den Einsatz in der menschlichen Gesellschaft. Der Roboter musste in einem Raum zwischen Objekten manövrieren und Treppen hinauf und hinunter steigen können. Daher sollte er zwei Beine haben, wie ein Mensch. Darüber hinaus würde der Roboter, falls eine zweibeinige Gehtechnologie realisierbar wäre, auf unebenem Gelände gehen und in zahlreichen Umgebungen funktionieren müssen. Obwohl dies zu jener Zeit extrem schwierig erschien, setzte sich Honda dieses ambitionierte Ziel und entwickelte revolutionäre neue Technologien für zweibeinige Gehroboter. Die ersten experimentellen Modelle wurden 1986 erstellt. Diese Modelle konnten abwechselnd zwei Beine bewegen, doch reichte dies nur für einen geraden ?statischen? Gang bei sehr langsamen Geschwindigkeiten von etwa 5 Sekunden pro Schritt. ?Dynamisches? Gehen war der Schlüssel zur Erhöhung der Geschwindigkeit und zur Bewältigung jedweden Geländes (Bodenwellen, Steigungen, usw.). Im Dezember 2004, fast 20 Jahre nach Beginn des Forschungsprogramms, gelang den Honda-Ingenieuren ein weiterer wichtiger Durchbruch ? Laufen. Beim Laufen, also dem gleichzeitigen Abheben beider Beine vom Boden, war die Geschwindigkeit des Roboters zuerst auf 3 km/h auf gerader Strecke begrenzt. Mit dem im Dezember 2005 vorgestellten ?neuen ASIMO?, wurde dies erheblich verbessert: Er kann mit 6 km/h geradeaus und mit 5 km/h auf einem Slalomkurs oder in einem Kreisbogen laufen. Obwohl ein laufender Roboter nicht das eigentliche Ziel von Hondas Entwicklungsprogramm für humanoide Roboter ist, muss ein Roboter, der Menschen helfen soll, agil, perfekt im Gleichgewicht und reaktionsschnell sein. ASIMOs läuferische Fähigkeiten zeigen, dass er der für eine Arbeit in einer dynamischen und komplexen menschlichen Umgebung notwendigen Mobilität sehr nahe kommt.

1986 Experimentelles Modell 0 (E0) Mechanismus für zweibeiniges Gehen (primitives Gehen)

1987-1991 Experimentelles Modell 1 (E1) Früher Prototyp der späteren Modelle, ging mit einer statischen Geschwindigkeit von 0,25 km/h und bewegte seinen Körper für beide Beine unterschiedlich Experimentelles Modell 2 (E2) Erste dynamische Bewegung mit 1,2 km/h, Nachahmen des menschlichen Gangs Experimentelles Modell 3 (E3) Oberschenkelartige Beine gingen mit normaler menschlicher Geschwindigkeit von 3 km/h

1991-1993 Experimentelles Modell 4 (E4) Die Kniehöhe wurde auf 40 cm erhöht, um die schnelle menschliche Schrittgeschwindigkeit von 4,7 km/h zu simulieren Experimentelles Modell 5 (E5) Erstes autonomes Fortbewegungsmodell mit großer Kopfhaube Experimentelles Modell 6 (E6) Autonome Steuerung des Gleichgewichts beim Hinauf- und Hinabsteigen von Treppen, auf Steigungen oder beim Übersteigen von Hindernissen

1993-1997 Prototypmodell 1 (P1) Erster Prototyp eines menschenähnlichen Modells mit oberen Gliedmaßen und Rumpf Prototypmodell 2 (P2) Der weltweit erste autonome humanoide Roboter verblüffte die Öffentlichkeit mit realistischen Bewegungen Prototypmodell 3 (P3) Evolution hinsichtlich Größe und Gewicht kennzeichnet diesen Prototyp von Hondas humanoiden Roboter

seit 2000 ASIMO Wichtige Entwicklungen 1. Einführung einer intelligenten, flexiblen Echtzeit-Gehtechnologie 2. Freundliches Design, Reduzierung von Gewicht und Körpergröße 3. Erweiterte Armbewegungen

ASIMO's erste Evolutionsphase (Dezember 2002) Fortschrittliche Kommunikationsfähigkeit durch Erkennungstechnologie: 1. Erkennen bewegter Objekte 2. Erkennen von Haltung/Gesten 3. Erkennen der Umgebung 4. Erkennen von Geräuschen 5. Erkennen von Gesichtern

Netzwerkintegration: 1. Integration ins Netzwerk des Benutzers 2. Internetverbindung

ASIMOs zweite Evolutionsphase ? ?ASIMO der nächsten Generation?: (Dezember 2004) 1. ?Haltungs-Steuerungs?-Technologie ermöglich natürliches, menschenähnliches Laufen 2. ?Autonome kontinuierliche Bewegungs?-Technologie ermöglicht flexible Wege zum Ziel 3. Verbesserte visuelle Sensor- und Kraftsensor-Technologien ermöglichen eine angenehmere Interaktion mit Menschen

ASIMOs dritte Evolutionsphase ? ?Der neue ASIMO? (Dezember 2005) 1. Neue Fähigkeit, Aufgaben automatisch in Harmonie mit Menschen auszuführen, zum Beispiel mit einer Person Hand in Hand zu gehen 2. Neue Fähigkeit, Objekte mit Hilfe eines Wagens zu transportieren 3. Verbesserte Lauffunktion ? ASIMO kann nun mit 6 km/h laufen und im Kreis laufen

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