KI für Cobots Nvidia eröffnet Robotik-KI-Forschungszentrum

Forschungsumgebung Ikea-Küche: Nvidia-Mitarbeiter testen KI-Methoden zur Robotersteuerung in einer Küche als Testszenario für kollaborative Roboter.
Forschungsumgebung Ikea-Küche: Nvidia-Mitarbeiter testen KI-Methoden zur Robotersteuerung in einer Küche als Testszenario für kollaborative Roboter.

In Seattle forschen neuerdings Nvidia-Mitarbeiter an künstlicher Intelligenz für Industrieroboter. Die meisten der rund ein Dutzend Forschungsprojekte befassen sich mit kollaborativen Robotern.

Aktuell beheimatet das Robotik-KI-Forschungszentrum vierzehn Mitarbeiter. Bis zur Mitte des Jahres soll es – inklusive Werkstudenten und Praktikanten – auf die dreifache Größe anwachsen. Erforscht werden Methoden zur Sensordatenauswertung und Robotersteuerung mit Hilfe von KI auf Systemlevel.

Die Ergebnisse werden in einem generischen Software-Modell für kollaborative Roboter (Cobots) zusammengefasst, das einer breiteren Forschungsgemeinde zugänglich gemacht werden soll. KI-Forscher können das Modell als Grundlage nutzen und für ihre spezifischen Anwendungsfälle entsprechend erweitern.

Forschung auf Systemlevel

Kollaborative Roboter befinden sich nicht hinter einem Schutzzaun, sondern müssen in einer offenen Umgebung gefahrenfrei mit dem Menschen zusammenarbeiten. »Viele Forschungsinstitute haben bereits an einzelnen Bereichen wie Objekterkennung, Objekt-Tracking oder Motion Generation gearbeitet«, sagt Nathan Ratliff, Forschungsmitarbeiter bei Nvidia. »An unserem Forschungsstandort bringen wir nun Experten aus all diesen Bereichen zusammen, um ein komplettes Robotiksystem zu entwickeln und in einer offenen Umgebung auf Systemlevel zu untersuchen«.

Als offene Umgebung wählten die Forscher eine Küche, in der sich der Roboter bewegt. Die Arbeitsbedingungen lassen sich hier sehr einfach verändern, etwa durch das Einbringen von neuen Objekten, um zu testen, wie das System mit bisher unbekannten Objekten zurechtkommt oder durch einen Koch, dem der Cobot assistiert.

Der Standort in Seattle im Bundesstaat Washington wurde unter anderem wegen der Nähe zur University of Washington (UW) gewählt, die bereits mit Nvidia zusammenarbeitet. Gemeinsam wurde das von Nvidia verwendete Deep-Learning-Verfahren zur Objekterkennung »Pose CNN« entwickelt und das kontinuierliche Objekt-Tracking-Verfahren (Dense Articualted Real-Time Tracking) stammt von der University of Washington.

»Wir wollten einen Standort nahe der UW, um die Zusammenarbeit mit der Universität zu vereinfachen«, erklärt der Laborleiter Dieter Fox, Senior Director der Robotik-Forschung bei Nvidia und gleichzeitig Professor an der Paul G. Allen School of Computer Science and Engineering der UW. Er sieht in den Cobots die nächste Roboter-Generation. Sie unterscheiden sich von den aktuellen Industrierobotern darin, dass sie keine repetitiven Aufgaben in hoher Geschwindigkeit erledigen, sondern dafür entwickelt werden, um problemfrei in einer offenen Umgebung zu arbeiten. Starre Softwaremodelle, bei denen eine Handlung für jede mögliche Situation hinterlegt werden muss, sind für die Robotersteuerung in solchen Fälle nur bedingt geeignet. KI-basierte Algorithmen können auch auf nicht vorher eintrainierte Situationen reagieren und sind daher in der Robotik Gegenstand aktueller Forschung. Anwendungsfälle für Cobots sieht Nvidia in der industriellen Produktion, aber auch im Heimbereich und dem Gesundheitswesen.

Das Unternehmen, dessen Grafikprozessoren bereits für viele KI-Anwendungen genutzt werden, richtet seine F&E zunehmend auf künstliche Intelligenz aus. Vor der Eröffnung des Standorts in Seattle wurde bereits ein neues KI-Forschungszentrum in Toronto gegründet.