Das Ergebnis der Bachelorarbeit von Herrn Tobias Hassel (Studiengang Media Engineering) konnte auf der ICPRAM 2020 (International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods) vorgestellt werden.
Worum geht es?
Möchte man Roboter mit künstlicher Intelligenz steuern, ist i.d.R. ein aufwändiges Anlernen erforderlich. Stehen keine Trainingsdaten zur Verfügung, bleibt nur ein „Trial and Error“-Ansatz, der sich aber bei Robotern verbietet, da Fehler u.U. mit hohen Kosten und Beschädigungen verbunden wären.
In der Arbeit von Herrn Hassel wurde daher ein „Digital Twin“ in der Simulationsumgebung Unity geschaffen, mit dem das Anlernen ohne Gefahren für die Umgebung in einer virtuellen Welt ausgeführt werden kann. Anschließend wurde das trainierte Model erfolgreich genutzt, um den „echten“ Roboter zu steuern.
Cozmo
In der Arbeit wird der Spielzeugroboter Cozmo verwendet, der über eine Programmierschnittstelle verfügt. Der „Digital Twin“ bildet die Geometrie, die Sensoren (insbesondere die Kamera) und die Eigenschaften des Antriebs genau nach. Dazu wurden umfangreiche Messungen und Anpassungen durchgeführt.
Als Aufgabe wurde das Verfolgen einer gezeichneten Spur ausgewählt. Der Roboter ermittelt dazu die im Kamerabild enthaltenen Kanten und berechnet ein „Center of Gravity“ (COG) der Pixel. Das Modell versucht, dieses COG in der Mitte des Bildes zu halten. Dazu „lernt“ ein neuronales Netz, wir Steuerbewegungen die Position des COG verändern.