Der Einsatz humanoider Roboter in Bibliotheken

Humanoide Roboter haben den Sprung aus dem Forschungslabor in unsere Lebenswelt geschafft und begegnen uns vereinzelt in unserem Alltag. Bibliotheken gehörten mit zu den Ersten, die humanoide Roboter beschafften und einsetzten. Gegenstand dieser Masterarbeit ist der Einsatz humanoider Roboter in Bibliotheken, mit dem Ziel eine Bestandaufnahme des Humanoideneinsatzes in Bibliotheken zu leisten. In einer einordnenden Literaturstudie wird auf die Geschichte und den Entwicklungsstand der Robotik und insbesondere der humanoiden Roboter ebenso eingegangen wie auf den Einsatz von Robotern und humanoiden Robotern in Bibliotheken. Der empirische Teil der Arbeit, der auf der Auswertung qualitativer Interviews und von Beobachtungen basiert, befasst sich überwiegend mit dem Einsatz humanoider Roboter in Bibliotheken in Deutschland. Für diese werden sowohl die mit dem Humanoideneinsatz verbundenen Ziele und Einsatzfelder dargestellt als auch die damit verbundenen positiven Effekte sowie Hürden und Herausforderungen. Ferner wird der zukünftige Einsatz von humanoiden Robotern in der einsetzenden Bibliothek selbst sowie im Bibliotheksbereich im Allgemeinen thematisiert. Die Masterarbeit weitet den Blick über die Anwendungsfälle in Deutschland hinaus und rundet das Bild durch ausgewählte internationale Beispiele ab. Abschließend werden Hinweise für eine erfolgreiche Implementierung eines Humanoiden in einer Bibliothek ebenso gegeben wie auch die Sinnhaftigkeit des Einsatzes humanoider Roboter in Bibliotheken diskutiert

Humanoide Roboter: vom Maschinenwesen über Dialogpartner zum Markenbotschafter

Humanoiden Robotern (HRO) wird für die Zukunft eine gewichtige Rolle in unterschiedlichen Lebensbereichen zugeschrieben. In Wissenschaft und Praxis herrscht weitgehende Übereinstimmung, dass sich ihre Einsatzpotenziale mit dem technischen Fortschritt weiter ausdehnen werden. In diesem Zusammenhang stellen HRO ein innovatives Instrument für die Markenführung dar. Insgesamt ist zu konstatieren, dass bis dato kein Roboter in Gänze die kognitiven, sensorischen und motorischen Fähigkeiten besitzt, um vollumfänglich auf Umwelteinflüsse abgestimmt zu reagieren. Dennoch ergeben sich bereits heute interessante Anwendungen mit unmittelbarer Relevanz für die Markenbeeinflussung. Diese reichen von der Generierung von Kundenwissen über die Präsentation von Markeninhalten bis zur empathischen Dialogführung.Humanoid robots are expected to play an important role in different areas of life. There is agreement in science and practice that their potential applications will expand widely with the ongoing technological progress. In this context, humanoid robots represent an innovative tool for brand management. Currently, no robot possesses all cognitive, sensory and motoric skills that are required to fully congruently respond to outside stimuli. Nevertheless, there are already interesting applications with direct relevance for brand perception. These range from the generation of customer knowledge to the presentation of brand content to empathetic dialogues

Entwicklung einer heuristischen Verhaltensregelung für die Visuomotorik humanoider Roboter

Das Absolvieren von visuomotorischen Handlungen ist eine typische aber auch hochkomplexe Aufgabe für humanoide Roboter. Obwohl die Rechenleistung von autonomen Robotersystemen rasant steigt, wurde in der Vergangenheit immer wieder die Mächtigkeit von einfachen Prinzipien unter Beweis gestellt. Die vorliegende Arbeit entwickelt problemspezifische Heuristiken, welche teilweise aus der Verhaltenspsychologie inspiriert sind, um vier ausgewählte visuomotorische Aufgaben aus einem etablierten entwicklungsdiagnostischen Test für Kinder zu absolvieren. Ein wesentlicher Anspruch liegt darin, die Entwicklung auf einem realen humanoiden Roboter umzusetzen. Da der eingesetzte Roboter über nur drei Freiheitsgrade je Arm verfügt, war es möglich, die beiden Freiheitsgrade in der Schulter über sensomotorische Schleifen direkt mit je einem visuellen sensorischen Kanal, der horizontalen und vertikalen Objektposition, zu koppeln. Das Ellenbogengelenk wurde bei ausgewählten Prozessen relaxiert, um über Umgebungsbeschränkungen durch die Umwelt geführt zu werden. Diese Verfahren arbeiten ohne Vorwissen wie explizite Modelle des Roboters oder der Umwelt. Während der Bewegungen optimiert der Roboter seine Handlungen selbst, indem er implizite Modelle in Form von Quadriken generiert, auswählt und optimiert; so wird begrenztes Wissen, wie etwa eine fehlende visuelle Abstandsschätzung, kompensiert. Genau wie der Mensch, optimiert der Roboter sein Handeln empirisch aus Fehlern, um seine Fähigkeiten zu verbessern. Die Erfahrungswerte werden in Form von Offsetkarten gespeichert und den jeweils gültigen Quadriken zugeordnet. Vorab wurden Komponenten der Recheneinheit des Roboters neu entwickelt, um eine effiziente und flexible Arbeit mit dem humanoiden Roboter zu ermöglichen. Mit dem Anspruch, die komplexen Verhaltensweisen mit einfachen heuristischen Prinzipien und ohne A-priori-Modelle auf einer realen Roboterplattform umzusetzen, liefert diese Arbeit einen relevanten Beitrag auf dem Forschungsgebiet der Hand-Auge-Koordination bei humanoiden Robotern.Performing visuomotor actions is a common yet highly complex task for humanoid robots. Although computational power in autonomous robotic systems is rapidly increasing, the robustness and efficiency of simple principles remains and has been proven once again. Partly inspired by behavioral psychology, the present work develops task-specific heuristics to perform four selected visuomotor tasks adapted from an established developmental diagnostic test for children. A considerable ambition is to implement the development on a real humanoid robot. Because the two joints in each arm provide three degrees of freedom togehter, the two diemnsions of freedom in shoulder can be directly coupled to one visual sensory channel each, the horizontal and vertical object position, via sensorimotor loops. The elbow joint is relaxed for selected processes to enable the robot's movements to be guided by environmental constraints. This approach has the benefit of working without prior knowledge, i.e. explicit models of the robot or the environment. Later, the robot self-optimizes its actions by generating, selecting and optimizing implicit models in the form of quadrics to compensate for its limited knowledge, such as the lack of visual distance estimation. Analogous to humans, the robot empirically learns from mistakes to improve its skills over time. The empirical knowledge is stored in offset maps assigned to the currently valid quadrics. Parts of the robot's computing unit has been upgraded and further developed beforehand to support efficient and flexible work with the humanoid robotic system. With the ambition to implement complex behaviors in a real humanoid robot platform through simple heuristic principles and without predefined models, this work makes a substantial contribution to the field of hand-eye coordination of humanoid robots

Gesprächsakzeptanz von Robotern

Das junge und wachsende Forschungsfeld der „sozialen Robotik“ bildet den Bedarf nach kommunikationswissenschaftlichen Zugängen in der Mensch-Roboter-Interaktion ab. Ziel der vorliegenden Studie war in Anlehnung an das UTAUT-Modell empirisch zu messen, ob Roboter als Gesprächspartner akzeptiert werden und ob Menschenähnlichkeit und Kommunikationsfähigkeit Einfluss auf die Gesprächsakzeptanz von Robotern haben. Es wurde eine experimentelle Online-Befragung mit n=783 zufällig gezogenen Studenten im Dezember 2009 durchgeführt, die per Zufallstrigger in zwei unterschiedlich manipulierte Versuchsräume geleitet wurden. In der Experimentalgruppe wurde ein 50-Sekunden-Video mit dem kommunikationsfähigen, menschenähnlichen Roboter Actroid-DER2 gezeigt, und in der Kontrollgruppe wurde ein nicht kommunikationsfähiger Tierroboter Leonardo gezeigt. Es stellte sich heraus, dass Menschenähnlichkeit Einfluss auf die Kommunikationsbereitschaft und Kommunikationsfähigkeit Einfluss auf die Performance, den Aufwand, den sozialen Einfluss und die Bedingungen hatte. Allerdings konnte kein Zusammenhang zwischen der Kommunikationsfähigkeit und der Kommunikationsabsicht nachgewiesen werden. Die Gesprächsakzeptanz hing somit nicht von der Kommunikationsfähigkeit und der Menschenähnlichkeit von Robotern ab. Für 32,6 % der Befragten konnte der Einfluss folgender Variablen auf die Gesprächsakzeptanz gemessen werden: Sympathie, Kommunikationsbedingungen, Kommunikationsperformance und sozialer Einfluss. Fazit: damit Roboter gesellschaftlich als Gesprächspartner akzeptiert werden können, bedarf es Strategien, die einen öffentlichen Nutzen, also einen Nutzen für die Allgemeinheit haben. Um dies zu erreichen, muss die Rolle des Roboters als Gesprächspartner definiert und seine Funktionen (Informationspotential) konkretisiert werden

Modulare, verteilte Hardware-Software-Architektur für humanoide Roboter

Humanoide Roboter sind hochkomplexe Systeme. Sie zeichnen sich durch ein sehr heterogenes Sensor- und Aktorsystem aus, welches wiederum sehr hohe und breit gefächerte Anforderungen an die verwendete Architektur stellt. Es wird sowohl der Entwurf einer funktionalen Steuerungsarchitektur, das verwendete Softwarerahmenwerk als auch die Abbildung auf eine dezidierte Hardwarearchitektur beschrieben

Neues Konzept zur Bewegungsanalyse und -synthese für Humanoide Roboter basierend auf Vorbildern aus der Biologie

Es werden neue Methoden zur Bewegungsgenerierung und -analyse von humanoiden Robotern vorgestellt und zur Anwendung gebracht. Als Vorbild dienen zum Einen menschliche Reflexe, zum Anderen zentrale neuronale Mustergeneratoren (CPG) für zyklische Bewegungen. Mit Leaky Integrate-and-Fire Neuronen wird ein generisches Reflexmodell erstellt und für konkrete Reflexe realisiert. Die erstellten CPGs dienen sowohl der Bewegungsanalyse als auch der -generierung für einen zweibeinigen Demonstrator

Modulare, verteilte Hardware-Software-Architektur für humanoide Roboter

Humanoide Roboter sind hochkomplexe Systeme. Sie zeichnen sich durch ein sehr heterogenes Sensor- und Aktorsystem aus, welches wiederum sehr hohe und breit gefächerte Anforderungen an die verwendete Architektur stellt. Es wird sowohl der Entwurf einer funktionalen Steuerungsarchitektur, das verwendete Softwarerahmenwerk als auch die Abbildung auf eine dezidierte Hardwarearchitektur beschrieben

Kulturelle Unterschiede in der Robotik: Japan und Deutschland - ein Überblick

Seit der Einführung der ersten noch sehr simplen Industrieroboter in den siebziger Jahren ist auf dem Gebiet der Robotik viel geschehen. Inzwischen sind Roboter dazu in der Lage sich weitestgehend selbstständig verschiedene Aufgaben zu übernehmen und auch innerhalb einer menschlichen Umgebung eingesetzt zu werden. In der Servicerobotik in Japan gibt es im Vergleich zu Europa und den USA sehr unterschiedliche Ansätze, welche hier genauer vorgestellt werden sollen. Ferner soll der kulturelle Hintergrund für die Forschung an Robotern in Europa und den USA sowie Japan, was als Königreich der Roboter gilt, dargestellt und die aktuellen Forschungsströmungen in einem Überblick erfasst werden

Mensch-Maschine-Systeme : Wissenschaftliches Kolloquium 5. März 2009, Fraunhofer IITB

Das informationstechnische Kolloquium Mensch-Maschine-Systeme des Fraunhofer IITB gibt anlässlich des 80sten Geburtstags seines ehemaligen Leiters und Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Dr. Max Syrbe, einen Überblick über Geschichte, Stand und Trends der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Mensch-Maschine-Systeme, welcher sich von der Ethik der Techniknutzung über die Automatisierungssysteme bis zu dem Maschinensehen für die Mensch-Maschine-Interaktion erstreckt

Neues Konzept zur Planung, Ausführung und Überwachung von Roboteraufgaben mit hierarchischen Petri-Netzen

Es wird gezeigt, wie die aufgabenausführungsrelevanten Komponenten einer hybriden Steuerungsarchitektur mit Hilfe von hierarchischen Petri-Netzen umgesetzt, integriert und mit Überwachungsmodulen verknüpft werden können. Hierzu wird zunächst ein Konzept zur Generierung von Aufgabenwissen vorgeschlagen, das es erlaubt Bausteine komplexer Handlungen systematisiert zu entwerfen. Im Anschluss wird ein neues Konzept zur online Überwachung von Bewegungsvorgängen bei humanoiden Robotern vorgestellt