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Maschinelles Lernen

MacGyver-Roboter kann eigene Werkzeuge basteln

| Redakteur: Katharina Juschkat

Forscher des Georgia Institute of Technology haben einem Roboter beigebracht, aus verschiedenen Objekten eigenes Werkzeug herzustellen. Den Ansatz nennen sie „MacGyvering“.

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Lakshmi Nair mit dem MacGyver-Roboter.
Lakshmi Nair mit dem MacGyver-Roboter.
( Bild: RAIL, gatech.edu )

Die Forscher des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) beschreiben es als die Steinzeit der Roboter: Die Fähigkeit, durch Kombination von Objekten grundlegende Werkzeuge zu schaffen. Der Ansatz basiert auf maschinellem Lernen und viel Training und wird von den Forschern „MacGyvering“ genannt – basierend auf der gleichnamigen Fernsehserie aus den 80er Jahren, in der der Titelheld auf kreative Weise aus vorhandenem Material Werkzeuge aller Art bastelt.

Maschinelles Lernen und viel Training

Verantwortlich dafür ist das Team um Sonia Chernova vom Robot Autonomy and Interactive Learning Labor der Georgia Tech. Diesem ist es gelungen, einer Maschine durch ausgiebiges Training beizubringen, die Form, Funktionalität und Kombinationsmöglichkeit von ganz unterschiedlichen Bauteilen zu erfassen, um daraus auf kreative Weise nützliche Werzeuge zu basteln.

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Dazu wird der Roboter von den Forschern mit einer Reihe von Gegenständen ausgestattet und aufgefordert, daraus ein bestimmtes Werkzeug herzustellen. Zunächst untersucht der Roboter die Formen der einzelnen Teile und die Befestigungsmöglichkeiten. Mithilfe von maschinellem Lernen und zahlreichen Beispielen von Alltagsgegenständen wird der Roboter darauf trainiert, Form und Funktion aufeinander abzustimmen. So hat der Roboter beispielsweise gelernt, dass konkave Schalen Flüssigkeit aufnehmen können, woraus man einen Löffel konstruieren kann. Auch musste der Roboter zunächst lernen, wie man Objekte miteinander verbindet.

Hammer, Löffel und Schraubenzieher hergestellt

Auf Basis dieser grundlegenden Methode gelang es dem Roboter bei Labortests, verschiedene Werkzeuge herzustellen, etwa einen Löffel, einen Hammer, eine Spachtel oder einen Schraubenzieher. „Der Schraubendreher war besonders interessant, weil der Roboter eine Zange und eine Münze kombinierte“, sagte Lakshmi Nair, Doktorand an der School of Interactive Computing und einer der Forscher des Projekts. „Der Roboter verstand, dass man mit der Zange etwas greifen konnte und die Münze irgendwie dem Kopf eines Schraubendrehers gleichkommt. Wenn man sie zusammenfügt, entsteht ein effektives Werkzeug.“

Derzeit ist der Roboter nur auf die Form und die Befestigung beschränkt. Er kann noch nicht effektiv über bestimmte Materialeigenschaften urteilen, ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu einem realen Szenario.

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