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Vorträge
Um den letzten Stand in der Robotik-Forschung präsentieren zu können, haben wir führende Forscher/innen auf diesem Gebiet eingeladen, Vorträge über ihre Forschungsthemen zu halten. Die Vorträge sind für alle Teilnehmer/innen und Besucher/innen frei zugänglich.
Control of locomotion in articulated robots: taking inspiration from vertebrates' spinal cord circuits
Auke Ijspeert, EPFL - Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz
Die Bewegungssteuerung bei Tieren basiert großteils auf zentralen Mustergeneratoren (central pattern generators, CPGs), das sind neurale Netzwerke, die komplexe rhythmische Muster herstellen können, während sie durch relativ einfache Steuerungssignale aktiviert und moduliert werden. Diese Netzwerke befinden sich im Rückenmark von Wirbeltieren. In meinem Vortrag werde ich darstellen, wie mathematische Modelle und Roboter als Werkzeuge eingesetzt werden können, um die Funktionsweise dieser Verbindungen besser zu verstehen. Ich werde im Speziellen aufzeigen, wie wir CPGs von niederen Wirbeltieren (Neunauge und Salamander) nachbauen, indem wir Systeme von gekoppelten Oszillatoren verwenden, und wie wir die CPG-Modelle an Bord von amphibischen Robotern testen, z.B. in Form eines neuen Salamander-ähnlichen Roboters, der schwimmen und gehen kann. Ich werde weiters vorführen, wie das Konzept der angewandten CPGs in Form von gekoppelten Oszillatoren ein hilfreiches Steuerungsmodell für verschiedene Arten von beweglichen Robotern - von Schlangen- bis zu humanoiden Robotern - sein kann.
 | Auke Ijspeert ist ein Professor des SNF (Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung) an der EPFL und Direktor der Biologically Inspired Robotics Group (BIRG). Er erwarb seinen BSc/MSc aus Physik an der EPFL und seinen PhD aus Künstlicher Intelligenz an der Universität Edinburgh. Nach seiner Promotion forschte er an der IDSIA und der EPFL (LAMI) sowie an der University of Southern California (USC). Bevor er an die EPFL zurückkehrte, fungierte er als Forschungslehrbeauftragter an der USC und als externer Mitarbeiter am ATR (Advanced Telecommunications Research Institute) in Japan. Er ist bis heute an beiden Instituten Mitglied des außerordentlichen Lehrkörpers. Seine Forschungsinteressen liegen an der Schnittstelle zwischen Robotik, Neuroinformatik, nichtlinearen dynamischen Systemen und angewandtem maschinellen Lernen. Er interessiert sich für den Einsatz von numerischen Simulationen und Robotern, um die Funktionsweisen von Tieren (besonders ihre faszinierenden sensomotorischen Koordinationsfähigkeiten) besser zu verstehen, und holt sich Anregungen aus der Biologie für die Entwicklung von neuartigen Robotertypen und lernfähigen Reglern (siehe z.B. Ijspeert et al, Science, 315(5817):1416-1420, 2007). Er wird regelmäßig eingeladen, Vorträge zu diesen Themen zu halten. Zusammen mit seinen Kolleg/innen erhielt er auf der ICRA 2002 den Best Paper Award, auf der CLAWAR 2005 den Industrial Robot Highly Commended Award sowie auf der IEEE-RAS Humanoids 2007 Konferenz den Best Paper Award. Er hält/hielt bei 5 internationalen Konferenzen (BioADIT 2004, SAB 2004, AMAM 2005, BioADIT 2006, LATSIS 2006) die Funktion des „Technical Program Chair" inne und saß bei mehr als 40 Konferenzen im Programmkomitee. |
Human-Robotic Exploration of Mars: Spirit, Opportunity, and Phoenix Lander
Dr. Ashitey Trebi-Ollennu, NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA
Der Vortrag gibt eine aktuelle Zusammenfassung der Missionen der Mars-Roboter Spirit und Opportunity sowie des Phoenix Mars Lander beginnend mit den anfänglichen Konzepten über deren Entwicklung, Start, Landung und den auf der Marsoberfläche durchgeführten Einsätzen. Weiters befasst sich der Vortrag mit den daraus gewonnenen Lernfortschritten und gibt einen Ausblick auf geplante Missionen, benötigte Technologien und die Erlangung weiterer wissenschaftlicher Erkenntnisse, entweder durch Erkundungsmissionen mit Robotern oder Menschen. Die beiden Roboter Spirit und Opportunity erkunden nun schon seit mehr als fünf Jahren die Marsoberfläche. Spirit und Opportunity wurde eine „Überlebensdauer" von nicht mehr als 90 Tagen vorausgesagt. Ihre Aufgabe ist es, nach Beweisen für ehemalige Wasservorkommen auf dem Mars zu suchen und herauszufinden, ob auf dem Mars jemals lebensfreundliche Bedingungen geherrscht haben. Die Phoenix Mars Lander Mission, die im August 2007 von der NASA gestartet wurde, ist die erste einer neuen Serie von kostengünstigen Aufklärungsmissionen im Rahmen des NASA Mars Scout Programms. Die vorrangigen Ziele der Phonix-Mission sind (1) die Untersuchung der Geschichte des Wassers in der Mars-Arktis und (2) die Suche nach Beweisen für eine bewohnbare Zone und die Bewertung des biologischen Potenzials der Eisboden-Grenze. Phoenix Mars Lander ist die erste Mission, die Wasser auf dem Mars „berührt" und untersucht. Die Prognose für den Phoenix Mars Lander lag bei 90 Tagen, doch der Roboter überdauerte mehr als 151 Tage.
 | Dr. Ashitey Trebi-Ollennu arbeitet als Senior Robotics Engineer im NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, und ist Gruppenleiter der Mobility and Manipulation Group in der Mobility and Robotics Systems Section. Ihm wurde 1996 ein PhD am Royal Military College of Science an der Cranfield Universität, UK, verliehen und 1991 ein Bachelor of Engineering in Luftfahrtelektronik vom Queen Mary College an der Universität London, UK. Im Anschluss an seine Promotion arbeitete er drei Jahre lang als Wissenschaftler am Institute for Complex Engineered Systems an der Carnegie Mellon Universität, USA, bevor er 1999 als Robotics Engineer zur NASA-JPL wechselte. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf Robotik und Autonomie, Integration und Testen von Systemen, dem Einsatz von Planetenrovers, multiplen Robotersystemen und dem Entwerfen von Steuerungssystemen für Raumfahrtsysteme. |
iWalker: Towards an intelligent pedestrian aid for senior citizens
Prof. Ulises Cortés, Technical University of Catalonia, Spain
Es liegt auf der Hand, dass die Fähigkeit älterer Menschen, sich unabhängig und sicher fortzubewegen, einer der wichtigsten und entscheidendsten Faktoren für deren Lebensqualität ist. Bewegungseinschränkungen aufgrund von Alter, Verletzung oder Krankheit mindern ihre Lebensqualität. Ein Mangel an Unabhängigkeit und Bewegung kann dramatische Auswirkungen haben. Eines der Hauptziele von SHARE-it, einem von der EU geförderten Forschungsprojekt, ist die Entwicklung eines „Intelligent Walker" (intelligente Gehhilfe), - von uns iWalker genannt - der Mobilität im Alltag für ältere Menschen wieder leichter und sicherer machen soll. Die Anwendung von iWalker bringt viele Vorteile, so z.B. Unterstützung bei der Vermeidung von gefährlichen Situationen (Hindernisse, Stürze etc.) und Hilfe beim Fortbewegen in unordentlichen, aber vertrauten Umgebungen.
Viele ältere Erwachsene verwenden Gehhilfen, um die Stabilität und Sicherheit beim Gehen zu erhöhen. Es besteht die Hoffnung, dass dieses Hilfsmittel älteren Menschen ein Gefühl von Sicherheit und Autonomie verleiht und diese zu mehr Bewegung ermutigt, um so von den positiven Wirkungen des Gehens profitieren zu können. Weiters bietet es ihnen Hilfe beim Erledigen der Aktivitäten des täglichen Lebens (original: ADLs).
 | Ulises Cortés ist Professor und Forscher an der Technischen Universität Katalonien (UPC) und arbeitet in der Software-Abteilung in verschiedenen Bereichen der Künstlichen Intelligenz (AI). Sein Wirkungsbereich umfasst die Wissensbeschaffung für und Konzeptentwicklung in wissensbasierten Systemen, maschinelles Lernen und autonome intelligente Systeme. Professor Cortés hat bis heute 17 Doktorarbeiten und mehr als 20 Masterarbeiten zum Thema Künstliche Intelligenz betreut, mehr als 50 Aufsätze in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht und mehr als 100 Referate bei Konferenzen und Workshops vorgetragen. Professor Cortés ist seit 2007 Wissenschaftlicher Koordinator des Barcelona Supercomputing Center und seit 2005 Wissenschaftlicher Koordinator des interuniversitären Masterprogramms für Künstliche Intelligenz. Seit 1991 fungiert er als Koordinator des Doktoratstudiums für Künstliche Intelligenz an der Technischen Universität Katalonien. Er ist Gründungsmitglied der Catalan Association for Artificial Intelligence (ACIA). Von 1998 bis 2002 war er Vorstandsmitglied des ACIA. Seit Juli 2002 ist er Vorstandsmitglied des European Coordinating Committee for Artificial Intelligence (ECCAI). Von August 2006 bis August 2008 übte er die Funktion des Vizepräsidenten des ECCAI-Vorstandes aus. Er war Koordinator von „Agentcities" (DEP-2003-00024), das als Finalistenprojekt für den Descartes-Preis 2003 eingereicht wurde. |
Robot ecology for an ageing society
Prof. Silvia Coradeschi, Academy of Science and Technology, Örebro Universität, Schweden
Es gibt eine wachsende Anzahl an wissenschaftlichen Projekten, die sich mit Szenarien beschäftigen, in denen Roboter vor allem älteren oder behinderten Menschen zu Hause helfen. Wenn wir uns den Anstieg der älteren Bevölkerung in den entwickelten Ländern in naher Zukunft vor Augen halten sowie den Wunsch der meisten Menschen, ein unabhängiges Leben zu Hause führen zu können, so handelt es sich hier tatsächlich um eine wichtige Anwendungsform. Ist die Vorstellung von einem einzelnen Roboter, der einer Person zu Hause im Alltag hilft, aber wirklich realistisch? Würde eine solche Lösung von den Menschen angenommen, selbst wenn sie technisch machbar wäre?
In meinem Vortrag werde ich aufzeigen, dass der bessere Lösungsweg in einer verteilten Ökologie von Hilfsmitteln läge: Darin spielen Roboter zwar eine gewisse Rolle, sie würden aber durch viele andere und unterschiedlich komplexe Hilfsmittel ergänzt, wie z.B. durch Kameras, RFID-Tags, sich bewegende Tische und automatische Türöffner.
Als Roboteringenieurin finde ich solch eine Lösung technisch attraktiv, aber würde sie auch von den potentiellen Anwender/innen angenommen werden? Ich werde die Akzeptanz dieser Technologien beleuchten und eine detaillierte und kulturübergreifende Studie präsentieren, die die Einstellung älterer Anwender/innen gegenüber Robotersystemen als Haushaltshilfen widerspiegelt.
 | Silvia Coradeschi ist Professorin für Informationstechnologie an der Örebro Universität, Schweden. Sie ist Mitglied des AASS Strong Research Environment und Direktorin der Academy of Science and Technology, die beide an der Örebro Universität beheimatet sind. Vorrangiges Thema in ihren Forschungsarbeiten ist die Entwicklung von intelligenten Systemen, in denen Menschen, Roboter und Hilfsmittel in Symbiose miteinander leben. Sie interessiert sich sehr dafür, wie Menschen und künstliche Apparate über die Welt, in der sie sich aufhalten, kommunizieren können. Zu ihren speziellen Forschungsinteressen zählen das Integrieren (Verankern) von symbolischem oder Apriori-Wissen mit sensorischen Daten, das künstliche Geruchsvermögen bei intelligenten Systemen sowie intelligente Häuser/Wohnungen, die älteren Menschen ein autonomes Leben ermöglichen. Sie ist seit Anbeginn bei RoboCup aktiv und ist eine der Gründungskurator/innen der RoboCup Federation. |
Being There
Prof. Robin Roberson Murphy, Texas A&M University, USA
Einsätze an Katastrophenschauplätzen sind sozusagen die Krönung der Feldrobotik. Hardware und Software müssen mit echten Menschen zusammen arbeiten, und dies unter schwierigen Zeit- und Umweltbedingungen. In den letzten 10 Jahren gab es eine Verschiebung von der traditionellen, hierarchischen und von Hypothesen geleiteten Forschung („top-down") hin zu einem „Bottom-up"-Ansatz, bei dem Forschungsthemen aus den Erfahrungen im Feld gewonnen werden. Die Arten von Fragen und Ideen, die sich für die Robotik aus dem Praxiseinsatz ergeben, werden durch vier bekannte Ereignisse illustriert: die 9/11 World Trade Center Katastrophe, Hurrikan Katrina, der Einsturz der Crandall Canyon Grube in Utah sowie der Einsturz des Stadtarchivs in Köln, Deutschland. Zwei Hauptthemen haben sich herausgebildet. Der paradigmatische Ansatz lautet, dass Rettungsroboter, und möglicherweise alle Roboter, Teil gemeinsamer kognitiver Systeme sind. Der zweite, beklagenswerte Ansatz ist die Bestätigung von Normans vernichtender Feststellung, dass „Roboteringenieure und Roboteringenieurinnen automatisieren, was leicht machbar ist, und den Rest den Menschen überlassen", was in Folge zu schlechten Konstruktionen führt. Die Lösung zu Normans Aussage ist das sogenannte „systems-level thinking", das das Herzstück von RoboCup Rescue bildet.
 | Robin Roberson Murphy erhielt einen B.M.E. in Maschinenbau (1980), einen M.S. (1989) sowie einen PhD (1992) in Informatik von der Georgia Tech, wo sie als Rockwell International Doctoral Fellow tätig war. Sie ist der Raytheon Professor of Computer Science and Engineering an der Texas A&M Universität und leitet das Center for Robot-Assisted Search and Rescue. Ihre Forschungsschwerpunkte umfassen Künstliche Intelligenz, Mensch-Roboter-Interaktion und heterogene Roboterteams. 2008 wurde ihr von der AUVSI Foundation der Al Aube Outstanding Contributor Preis für ihren Einsatz von Boden-, Luft- und Wasserrobotern für Such- und Rettungseinsätze in Städten (US&R) im Zuge der 9/11 World Trade Center Katastrophe, der Hurrikane Katrina und Charley sowie des Einsturzes der Crandall Canyon Grube in Utah verliehen. Sie ist Mitherausgeberin bei IEEE Intelligent Systems, Distinguished Speaker für die IEEE Robotics and Automation Society und sitzt in einer Vielzahl von Ausschüssen, darunter dem Defense Science Board, USAF SAB, NSF CISE Advisory Council und DARPA ISAT. |
Reliable Life-long Navigation for Mobile Robots
Prof. Wolfram Burgard, Universität Freiburg, Germany
Die letzten Jahre brachten enorme Fortschritte im Bereich der mobilen Roboternavigation. Roboter sind in der Lage, großflächige Pläne und Karten von ihrer Umgebung zu erstellen und sich mit deren Hilfe zu orientieren. Der letzte Schritt in Richtung vollautonome Roboter in realen Szenarien und gewerblichen Anwendungsbereichen wurde jedoch noch nicht vollständig getan. In meinem Vortrag werde ich einige der modernsten Techniken für Roboternavigation, deren Potentiale und ungelöste Probleme aus der Forschung vorstellen, mit denen der Sprung in Richtung vollautonome Roboter, die über einen langen Zeitraum hinweg in komplexen und dynamischen Anwendungsszenarien operieren, gelingen könnte.
 | Wolfram Burgard schloss 1987 sein Informatikstudium an der Universität Dortmund ab. 1990 ging er an die Universität Bonn, wo er 1991 seinen Doktortitel verliehen bekam und wo er bis 1999 tätig war. Seit 1999 arbeitet er als Professor an der Universität Freiburg. Hier leitet er die Arbeitsgruppe für Autonome Intelligente Systeme (AIS). Seine Forschungsschwerpunkte umfassen mobile Robotik, Zustandsermittlung und -überwachung sowie künstliche Intelligenz. Bis heute hat Wolfram Burgard zwei Bücher und mehr als 200 Aufsätze und Artikel in bedeutenden Fachzeitschriften und Tagungsberichten veröffentlicht. Für seine wissenschaftlichen Beiträge erhielt er sieben Best Paper Awards von wichtigen Konferenzen, wie z.B. der IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), der IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) und der National Conference on Artificial Intelligence (AAAI). Wolfram Burgard ist ein aktives Mitglied der IEEE Robotics and Automation Society und ein Mitglied auf Lebenszeit der American Association of Artificial Intelligence (AAAI). Weiters ist er Fellow des European Coordination Committee for Artificial Intelligence (ECCAI). 2009 wurde Wolfram Burgard der renommierteste deutsche Forschungspreis - der Gottfried Wilhelm Leibniz Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) - überreicht. |
