Ulmer Forscher entwickeln "gehirn-inspirierte Software" für einen Service-Roboter

ULM / sz Für Prof. Heiko Neumann und Cornelia Beck vom Institut für Neuroinformatik der Universität Ulm war es ein "Pisa-Test der besonderen Art: Im Labor eines Forschungsinstituts unweit des Schiefen Turms umkurvte ein Roboter auf seinem Weg zum Ziel auch sich bewegende Hindernisse, reagierte prompt auf kreuzende Gegenstände und erreichte den Ausgang ohne jeden Rempler. Gesteuert wurde der fahrbare Geselle von einer Software, entwickelt von Neumanns Arbeitsgruppe an der Uni Ulm in Zusammenarbeit mit dem Psychologen Mark Greenlee von der Uni Regensburg sowie Neurowissenschaftlern aus Frankreich, Italien, Spanien, Großbritannien, Schweden und den Niederlanden.

Gesteuert wurde der fahrbare Geselle von einer Software, entwickelt von Neumanns Arbeitsgruppe an der Uni Ulm in Zusammenarbeit mit dem Psychologen Mark Greenlee von der Uni Regensburg sowie Neurowissenschaftlern aus Frankreich, Italien, Spanien, Großbritannien, Schweden und den Niederlanden.

"Keine Frage", sagt Neumann, "der Weg zur praktischen Anwendung ist noch weit". Aber eine Art elektronischer Blindenhund sei durchaus vorstellbar und technisch zu realisieren. Ein Ziel des EU-geförderten Projekts mit dem Namen "Decisions-in-Motion" sei ein Hilfsmittel, um visuell beeinträchtigte Menschen zu leiten, auch außerhalb der eigenen vier Wände und sogar im Straßenverkehr.

"Die erste Förderphase über drei Jahre haben wir erfolgreich abgeschlossen", freut sich Neumann, "jetzt bemühen wir uns mit einem neuen Antrag um eine Verlängerung der Forschungsförderung zu diesem Thema". Dabei soll in den Roboter unter anderem ein Kamerakopf mit realistischen Augenbewegungen integriert werden. Die Gesamtarchitektur des visionären Geräts jedenfalls könne auf diesen Vorarbeiten aufbauen.

Und diese waren nicht unerheblich, schon im Vorfeld und nicht nur in der Ulmer Neuroinformatik. "Basis für uns war die Funktionsweise des menschlichen Gehirns", macht Heiko Neumann deutlich, "vor allem des Sehsystems". Zentrale Fragen dabei: Wie verarbeitet das Gehirn über die Augen wahrgenommene Informationen? Wie reagiert es auf unterschiedliche Situationen und wie kommt es zur Entscheidungsfindung? Und dazu als besondere Herausforderung: "Wie unterscheidet das Gehirn bei dem, was die Netzhaut erreicht, zwischen eigener und fremder Bewegung, wie zwischen links und rechts oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten?"

In den Roboter implantiert

Antworten darauf lieferten Psychologen und Neurowissenschaftler, unter anderem mit Erkenntnissen aus speziellen Untersuchungen von Probanden im Kernspintomographen, bei denen diese verschiedene Entscheidungsaufgaben zu lösen hatten. Die Reaktionen der Neuronen auf Bewegungen wurden in Form mathematischer Modelle beschrieben und anschließend als Rechnerprogramm simuliert. "Daraus entwickelten wir von den Vorgängen im Gehirn abgeleitete Algorithmen und letztlich eine modellierte Bewegungsanalyse, die wir praktisch in den Roboter implantiert haben", beschreibt Prof. Neumann das komplizierte Verfahren.

Diese "gehirn-inspirierte Software" ermögliche ihm den unfallfreien Hindernislauf. Bislang allerdings nur im Labor der Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa, geleitet von Antonio Frisoli und Prof. Massimo Bergamasco. Die Wissenschaftler in der Toscana haben den Roboter gebaut.

(Erschienen: 11.04.2009 00:06)