Roboterbein lernt selbstständiges Laufen

Forscher der Ingenieurschule an der University of Southern California haben ein Roboterbein entwickelt, das selbstständig lernt, wie es sich bewegen muss. Dazu setzten sie auf Künstliche Intelligenz und elastische Bänder, die tierischen Sehnen - ähnlich denen bei Giraffen - nachempfunden sind. In dieser Kombination lernt das Roboterbein, das Gleichgewicht wiederzufinden, wenn es gestolpert ist. Die Bewegungen, die dazu nötig sind, waren zuvor nicht einprogrammiert worden. Das Bein bringt es sich selbst bei.

Francisco J. Valero-Cuevas, Professor für Bioengineering, und seine Doktoranden Ali Marjaninejad, Darío Urbina-Meléndez sowie Brian Cohn haben einen bioinspirierten Algorithmus programmiert, der es dem Bein ermöglicht, binnen fünf Minuten einen Bewegungsablauf zu erlernen, wenn es vor einer neuen Aufgabe steht. Danach bewältigt es beliebige andere Aufgaben.

«Heute dauert es Monate oder gar Jahre, ehe ein Roboter gelernt hat, wie er mit der Umwelt agieren kann», sagt Valero-Cuevas. «Wir wollten dagegen das Schnelllernprogramm der Natur kopieren.» Dazu darf der Roboter frei spielen und so die Umwelt erfahren. Mit dem dabei gesammelten Wissen ist er in der Lage, sich auf neue Situationen einzustellen und seine Bewegungen anzupassen. Die Zufallsbewegungen des Beins ermöglicht dem Roboter einen Bewegungsplan für seine Beine und deren Anpassung an die Umwelt, weiss Marjaninejad.

Als Anwendungsgebiet sehen die kalifornischen Forscher insbesondere in intelligenten, selbstlernenden Unterstützungssystemen für Menschen, die Gliedmassen verloren haben oder nicht mehr in der Lage sind, sie zu benutzen - also für Prothesen und Exoskelette. Die selbstlernenden Beine würden sich den Wünschen und Gewohnheiten ihrer Träger anpassen.