Instrument zur Übertragung von sim2real für autonome Roboter basierend auf künstlicher Intelligenz

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560257124

Die neu gegründete Automatic Control Group (RAT) benötigt für ihre aktuellen und künftigen Forschungsarbeiten zu Robotersystemen mit künstlicher allgemeiner Intelligenz (AGI) ein sim-to-real submillimeter Präzisionsinstrument, um Daten für das Training neuartiger Modelle der künstlichen Intelligenz (KI) zu sammeln, diese zu validieren und von der Simulation in die Realität zu übertragen (Lernen und Übertragen von simulierten Systemen in die Realität). Robotergestützte AGI autonome Systeme werden in den kommenden Jahrzehnten viele Bereiche revolutionieren, indem sie komplexe Probleme lösen und bei Bedarf neue Fähigkeiten entwickeln. Autonome Boden- und Flugroboter werden bereits erfolgreich für Inspektion, Wartung, Paketzustellung, Reinigung und Desinfektion eingesetzt. Die RAT-Gruppe möchte über die Grenzen aktueller (Multiagenten-) Robotersysteme hinausgehen, indem sie autonome intelligente Robotersysteme entwickelt, die lernen und mit ihrer Umgebung interagieren, mit Menschen zusammenarbeiten, ihre zukünftigen Aktionen planen und Aufgaben mit Hilfe von KI präzise ausführen. RATs stützt sich dabei auf seine weitreichenden Grundlagen und Fähigkeiten aus der modernen Regelungstheorie und der stochastischen Approximation. Bei dem gewünschten Instrument handelt es sich um ein hochpräzises Ground-Truth-Kamerasystem zur Bewegungserfassung, das durch eine GPU basierte Workstation und mobile Sensoreinheiten ergänzt wird, um eine Vielfalt an Sensor- und Kamerawinkelmodalitäten zu bieten. Das Instrument ermöglicht eine qualitativ hochwertige Datenerfassung und Ground-Truth-Generierung, Validierung und Prüfung in Simulation und Echtzeit. Darüber hinaus können die Aktionen der Roboter verifiziert werden, um die Grenzen der entwickelten KI-gesteuerten Navigationsmethoden zu ermitteln. Das Submillimeter-Präzisionskamerainstrument ist daher für gründliche Tests von autonomen mobilen Robotern in verschiedenen Maßstäben von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus ermöglicht es die Verfolgung dynamischer Objekte auch bei hohen Geschwindigkeiten und wechselnden Beleuchtungsbedingungen, so dass Aktionen und Zustände von Robotern in Echtzeit erfasst werden können. Die gesamte hochpräzise Motion-Capture-Kameraumgebung kann somit als ein erweitertes sensorisches System fungieren, um Probleme des Transfers von der Simulation in die Realität für das Training und den Echtzeiteinsatz von KI-gesteuerten Navigationsmethoden mit einem hohen Maß an Autonomie zu bewältigen. Mit der Fähigkeit der Motion-Capture-Kameraumgebung zum Übertragen von der Simulation in die Realität wird das beantragte Instrument die RATGruppe in die Lage versetzen, offene Probleme in der autonomen Robotik anzugehen, und wird mehrere laufende Projekte sowie verschiedene Projekte in den kommenden Jahrzehnten maßgeblich prägen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Instrument zur Übertragung von sim2real für autonome Roboter basierend auf künstlicher Intelligenz
• Gerätegruppe: 3490 Sonstige medizinische Registriergeräte und Zubehör
• Antragstellende Institution: Universität Paderborn
• Leiter: Professor Dr. Erdal Kayacan