Verbales Instruieren von sensorbasierten Robotern (VerbBot)

• Antragsteller: Professor Dr. Dominik Henrich
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
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• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320825892

Die Programmierung von Robotern ist ein zentraler Schritt bei ihrer Inbetriebnahme und der weiteren Benutzung in den verschiedensten Anwendungen (z.B. Industrie, Labor, Service). Ein Roboterprogramm besteht hauptsächlich aus einer Reihe von Instruktionen (z.B. Roboterbewegungen, Werkzeugbefehle) mit den zugehörigen Parametern (z.B. Zielposition, Kraftsollwerte) und einer Kontrollstruktur zur Steuerung des Programmablaufs (z.B. Wiederholungen, Verzweigungen). Die Erstellung solcher Programme ist zeitaufwändig und benötigt Expertenwissen. Erschwert wird die Programmierung, wenn zusätzlich Sensordaten zur Erfassung der aktuellen Umweltsituation (z.B. Werkstückposition, Kontaktkräfte) zur Erfüllung der Aufgabe ausgewertet werden müssen. Selbst fortgeschrittene Programmierkonzepte, wie z.B. Graphische Programmierung oder Programmieren durch Vormachen, helfen hier nur bedingt. Die Programmierung von sensorbasierten Robotersystemen stellt somit einen Engpass für ihren effizienten und flexiblen Einsatz in heutigen und auch in zukünftigen Anwendungen dar (z.B. Haushalt, Werkstatt, Unterhaltung). Die Vision dieses Forschungsprojekts ist die intuitive Programmierung von sensorbasierten Robotern durch natürliche Sprache. Als ersten Schritt werden hier die üblichen Roboterbefehle (z.B. moveStraight, openGripper) durch Verben aus der menschlichen Sprache ersetzt (z.B. ANHEBEN oder TRAGEN). Hierzu muss zunächst die semantische Bedeutung der Verben genauer verstanden werden, um eine technische Umsetzung für den Roboter zu ermöglichen. (Was ist bspw. der Unterschied zwischen SCHIEBEN und STOSSEN?) Außerdem muss ein Verb als Befehl für den Roboter mit den notwendigen Parametern versehen werden. (Wohin soll bspw. ein Werkstück geschoben werden?) Weiterhin muss zusätzliche, häufig nur implizit verfügbare Kontextinformation aus der Situation extrahiert werden. (Wie schwer ist bspw. der zu stoßende Gegenstand?) Im Zweifelsfalle sind Rückfragen an den Benutzer oder proaktive Handlungen zur Klärung notwendig. Schließlich ist die Instruktion sensorgestützt auszuführen und eine eventuelle Fehlersituation (ggf. im Dialog) zu beheben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen