Besser als der Meister: Fliegender Roboter lernt durch Beobachtung

2. September 2008, 17:07
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Techniker in Stanford haben einem Robo-Helikoper die Fähigkeit zum Lernen durch Abschauen beigebracht - Autonome Systeme übertrafen schließlich ihre Lehrer

Stanford - Forscher an der Universität Stanford haben einen fliegenden Roboter entwickelt, der komplexe Manöver durch das Beobachten anderer Fluggeräte erlernen. Durch das Auswerten der so gesammelten Flugdaten können sich die autonomen Helikopter auch schwierige Stunts abschauen, beispielsweise komplizierte Airshow-Manöver.

"Die mit Abstand schwierigsten Kunstflug-Manöver, die ein computergesteuerter Helikopter fliegen kann", nennt Andrew Ng, Professor für Computerwissenschaften und Leiter des Teams, die derart erlernten Stunts. Die Lernmethode soll helfen, Roboter-Helikopter für den Einsatz in Kriegsgebieten oder das Krisenmanagement zu verwirklichen.

Lernen wie ein Lehrling

Statt auf eine direkte Programmierung der Helikopter setzen die Forscher mit ihrem KI-System auf "Apprenticeship Learning". Praktisch wie ein Lehrling lernen die Roboter dabei durch das Beobachten eines Experten. Fürs Experiment genutzt wurden handelsübliche ferngesteuerte Helikopter mit entsprechenden Modifikationen.

Der KI-Lehrling durfte ein Modell beobachten, das von dem fachkundigen Piloten Garett Oku ferngesteuert wurde. In der Folge war der autonome Helikopter in der Lage, ein fünfminütiges Kunstflugprogramm zu absolvieren. Die Tricks haben sich von einfachen Rollen über Figuren mit Pirouetten bis hin zu komplexen Stunts wie dem sogenannten "Tic Toc" erstreckt. Dabei steht der Helikopter vertikal und schwingt wie das Pendel einer auf dem Kopf stehenden Uhr.

Besser als Lehrmeister Oku

Einfache Tricks wie Rollen konnte den Robotern auch durch direkte Programmierung gut beigebracht werden, so die Forscher. Der "Tic Toc" aber sei eine komplexe Figur, bei der sie mit diesem Ansatz klar gescheitert sind. Einfach die Fingerbewegungen eines Fernsteuer-Piloten exakt wiederzugeben, sei ebenfalls zum Scheitern verurteilt, da Variablen wie Windböen nicht berücksichtigt werden.

Vielmehr hätten Oku und andere Piloten ganze Kunstflug-Routinen ausgeführt. Die KI-Algorithmen konnten dann aufgrund mehrerer Ausführungen des gleichen Manövers ermitteln, was die dafür optimale Flugbahn ist. Letztendlich seien die autonomen Helikopter daher in der Lage gewesen, das Kunstflug-Programm sogar besser als ihr Lehrmeister Oku selbst abzuwickeln. (pte/red)

 

  • Lernende Flugroboter und ihre Schöpfer: Computer-Wissenschafter Andrew Ng (Mitte) und seine beiden Studenten Pieter Abbeel (links) und Adam Coates.
    foto: university of stanford

    Lernende Flugroboter und ihre Schöpfer: Computer-Wissenschafter Andrew Ng (Mitte) und seine beiden Studenten Pieter Abbeel (links) und Adam Coates.

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