RoboMob - Deutsches Museum Bonn

Leitexponat in diesem Erlebnisraum ist der Forschungsroboter »RHINO« der Universität Bonn aus den 1990er Jahren, der wesentliche Grundlagen für die Entwicklung des autonomen Fahrens legte. Folgerichtig macht ein Fahrsimulator die technischen Grundlagen und Rahmenbedingungen des Einsatzes von KI beim autonomen Fahren erlebbar. Wie KI-Systeme beim autonomen Fahren sicher Verkehrsschilder erkennen oder Bewegungsprognosen von Fußgängern erstellen können, kann ebenso aktiv ausprobiert werden. Mit AMECA lernen die Museumsgäste die Speerspitze der humanoiden Robotik kennen und können gemeinsam mit dem Museotainment-Team mit ihr interagieren.

Bild: Deutsches Museum | Eric Lichtenscheidt

Das besondere Objekt: Roboter RHINO

RHINO ist ein Stück Wissenschaftsgeschichte, das eng mit dem Deutschen Museum Bonn verbunden ist. Im Mai 1997 führte der tonnenförmige Roboter Besucherinnen und Besucher zu elf ausgewählten Ausstellungsstücken der damaligen Dauerausstellung und erläuterte sie. Damit er dabei auch freundlich aussah, erhielt er ein »Gesicht«. Der Clou dabei war, dass RHINO sich selbständig im Museum bewegen konnte. Mit einer Vielzahl von Sensoren erstellte er ständig eine aktuelle Navigationskarte seiner Umgebung. So konnte er auch plötzlich auftauchenden Hindernissen wie hin- und herlaufenden Besucherinnen und Besuchern rasch und zuverlässig ausweichen. Ein wichtiger Baustein für den Erfolg von RHINO war der Einsatz von Techniken der Künstlichen Intelligenz (KI) wie maschinellem Lernen oder auch künstlicher neuronaler Netze und deren Zusammenspiel mit den Sensoren.

RHINO basiert auf einem Roboter der amerikanischen Firma »Real World Interface«. Ein Team von Informatikern und KI-Forscher der Universität Bonn entwickelte die gesamten Steuerungsprogramme.

Mit den mit RHINO gemachten Erfahrungen konnten einige Mitglieder der Bonner Forschergruppe 2005 die »DARPA Grand Challenge« des amerikanischen Verteidigungsministeriums, einen Wettbewerb für autonom navigierende Fahrzeuge, mit einem unbemannten VW Touareg gewinnen: ein Meilenstein auf dem Weg zum autonomem Fahren.

Inv. Nr. 2018-0446

Bild: Deutsches Museum | Eric Alexander Lichtenscheidt

Der Fahrsimulator

Das autonome, als selbständige, Fahren ist eines der meistdiskutierten Themen rund um den Einsatz von künstlicher Intelligenz. Im Idealfall könnten dadurch in der Zukunft Unfälle vermieden und der Verkehrsraum durch weniger Autos platzsparender genutzt werden.

Die technische Umsetzung ist aber alles andere als einfach. Eine Vielzahl von Sensoren muss Situationen richtig erfassen und die KI muss daraus in Bruchteilen von Sekunden die richtigen Entscheidungen fällen. Vollautonomes Fahren ist daher noch eine Zukunftsvision. Der Fahrsimulator im Deutschen Museum Bonn macht die technischen Herausforderungen schon jetzt erlebbar. Für die Besucherinnen und Besucher gilt es zunächst, sich kritischen Situationen im Straßenverkehr selbstlenkend zu stellen. Danach können sie sich zurücklehnen und zusehen, wie gut oder schlecht, die KI die Situationen bewältigt.

Vorsicht, Fußgänger von links

In Echtzeit menschliche Bewegungen zu analysieren, ist für viele KI-Anwendungen eine wichtige Fähigkeit, etwa bei selbstfahrenden Autos: Sie müssen die Körperhaltung von Fußgängern richtig deuten, um Unfälle zu vermeiden. Das KI-System filtert aus den Bildern der Fußgänger die relevanten Informationen zu den Gelenkposition des Skelett heraus. Diese sind die Drehpunkte, von denen aus sich die aktuellen Bewegungen mathematisch beschreiben lassen. So kann die KI voraussehen, ob die Fußgänger in sicherem Abstand bleiben oder gleich die Straße betreten werden. Die Auswertung von Bewegungen in Echtzeit ist aber nicht nur bei selbstfahrenden Autos von Interesse. So lassen sich mit Gesten etwa auch Maschinen steuern.

Exponat: Computer Vision Gruppe, Institut für Informatik, Universität Bonn

Sichere Verkehrsschilder-Erkennung?

Die Erkennung von Verkehrsschildern durch autonom fahrende Autos muss zuverlässig sein. Erkennt das Auto auch manipulierte Schilder? Die Verkehrsschilderkennung erfolgt in autonomen Fahrzeugen durch Kamerasysteme und gut trainierte künstliche neuronale Netzte.

BesucherInnen können hier Lege Vehrkersschild unter die Kamera legen und im grün gekennseichneten Bereich verändern. Was erkennt die KI?

Exponat: Steffen Jendry in Kooperation mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik

Puzzeln mit einem Delta-Roboter

Roboter können fest programmierte Bewegungsabläufe zuverlässig reproduzieren. Auch ohne KI, wie in diesem Exponat, können viele Roboteranwendungen zufriedenstellen und zielführend angewandt werden.

BesucherInnen können hier den Deltaroboter zu einem Puzzelwettbewerb herausfordern.

Exponat: igus GmbH

Kommunikation mit AMECA

Die Gesichtszüge und Bewegungen des Kommunikationsroboters wirken fast menschlich: 52 elektrische Motoren, von denen sich alleine 27 im Gesicht befinden, sorgen dafür, dass AMECA den Kopf bewegen, eine menschliche Mimik zeigen, die Sprachausgabe durch passende Mundbewegungen begleiten und dazu mit Armen und Händen gestikulieren kann. Allzu menschlich soll AMECA dem Hersteller Engineered Arts aus dem britischen Cornwall zufolge aber dann doch nicht wirken: Gesicht und Hände sind deshalb mit grauer Gummihaut überzogen, die Haare fehlen und der Torso gewährt tiefe Einblicke in die innere Mechanik.

Konzipiert wurde AMECA für die Weiterentwicklung von Technologien zur Interaktion zwischen Mensch und Roboter. Verbindet man den Roboter mit einem Large Language Modell (LLM), kann ihre KI über Sprachsynthese mündlich kommunizieren. Das bedeutet: Ist AMECA mit einer entsprechenden Software verbunden, kann man sich mit ihr unterhalten – je nach Sprachmodell sogar in verschiedenen Sprachen.

Im Kontakt mit AMECA stellen sich schnell grundlegende Fragen: Wollen wir das auch im Alltag? Androides Personal an der Hotelrezeption, an der Supermarktkasse oder vielleicht sogar in Schulen und im Pflegeheim? Wir freuen uns bereits jetzt darauf, mit unseren Museumsgästen darüber zu diskutieren!

AMECA und der Datenschutz

Aus Datenschutzgründen können Museumsgäste nur gemeinsam mit dem Museotainment-Team mit AMECA interagieren. Denn um mit einem vor ihr stehenden Menschen in den Dialog zu treten, auf Fragen und auch auf Bewegungen des Gegenübers reagieren zu können, besitzt AMECA unter anderem eingebettete Mikrofone und Kameras. Das gesamte Potenzial ihrer KI-Kompetenz kann sie darüber hinaus nur mittels Datenaustausch über eine Internetverbindung ausschöpfen.

Das Deutsche Museum Bonn geht mit den persönlichen Daten seiner Museumsgäste verantwortungsvoll um. Aktuell entwickeln wir daher datenschutzkonforme Konzepte für Gespräche mit AMECA im Museumsbetrieb, mit denen Besucherinnen und Besucher AMECAS Eloquenz dann schon bald in vollem Umfang auf die Probe stellen können.

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