Auf der Robotikmesse ICRA 2024 in Yokohama, Japan, präsentierten die Geriatronik-Forschenden der Technischen Universität München (TUM) vier neue Forschungsarbeiten. Diese umfassen unter anderem das Greifen von Gegenständen und neue Sicherheitsfunktionen. Ein generatives KI-Modell ermöglicht es GARMI nun erstmals, telemedizinische Anwendungen, Physiotherapie und pflegerische Aufgaben auf Zuruf zu erfüllen. Neuronale Netze unterstützen den Assistenzroboter, die Objekte präzise zu erkennen und zu greifen.
Ganzheitliche Unterstützung
Erstmals zeigt der Assistenzroboter GARMI, dass er verschiedene Fähigkeiten miteinander kombinieren und Personen im Alltag ganztägig unterstützen kann. Durch den Einsatz eines digitalen Zwillings, künstlicher Intelligenz und von ChatGPT übernimmt der Pflegeassistent der TUM pflegerische Aufgaben, bringt das Frühstück ans Bett, ermöglicht Gespräche mit Ärzten:innen, führt telemedizinische Untersuchungen durch und unterstützt bei Reha-Übungen sowie beim Aufstehen.
ChatGPT hilft bei Kommunikation
Die Forschenden des Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) der TUM zeigten auf der Messe, wie GARMI unterschiedliche Kommandos versteht und autonom Aufgaben wie das Greifen von Gegenständen, sicheres Manövrieren und die Kommunikation mit Patienten:innen ausführt. „GARMI kann nun diverse Einzelfähigkeiten, die wir ihm in den letzten Jahren beigebracht haben, sicher und auf Zuruf über ChatGPT ausführen“, erklärt Dr.-Ing. Abdeldjallil Naceri, Leiter des Geriatronik-Projekts.
Zuverlässigkeit und Sicherheit stehen im Vordergrund
Die Forschenden verbinden verschiedene technologische Innovationen. Ein digitaler Zwilling simuliert die Bewegungen des Roboters, um Zusammenstöße zu vermeiden. Künstliche Intelligenz ermöglicht GARMI das sichere Greifen von Tassen und Gläsern. ChatGPT dient als Kommunikationsschnittstelle zwischen Roboter, Patienten:innen, Physiotherapierenden und Ärzten:innen.
Naceri vergleicht die Entwicklungen im GARMI mit dem autonomen Fahren: „Wie bei der autonomen Einparkhilfe im Auto müssen auch in der Pflegerobotik viele Entwicklungsschritte durchlaufen werden, um absolute Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.“
Fortschritte in drei Bereichen
1. Geschicklichkeit: Greifen und präzise Bewegung aus der Ferne
Dank einer Kamera, eines Roboterarms mit sieben Gelenken und künstlicher Intelligenz kann GARMI Objekte wie Tassen identifizieren und sicher greifen. Die Kamera erstellt ein Bild des Objekts, neuronale Netze rekonstruieren das vollständige 3-D-Objekt und ermitteln die optimale Greifposition. Bei Teleoperationsexperimenten konnte GARMI erfolgreich Zeichnungen von einem Grafik-Tablet auf eine Leinwand übertragen, was präzise Bewegungen bei telemedizinischen Anwendungen ermöglicht.
2. Sicherheit: Sofortige Reaktion auf Berührungen
GARMI verarbeitet Informationen in einer Millisekunde, wodurch geringste Berührungen sofort registriert werden und darauf reagiert wird. In einer Simulation mit digitalen Zwillingen lernt GARMI, sicher mit Menschen zu interagieren und Unfälle zu vermeiden.
3. Sprache: Nutzung von ChatGPT-Kommandos
ChatGPT fungiert als Übersetzer zwischen Mensch und Technik mit einer Liste von 15 bis 20 Kommandos wie „Starte die Reha“ oder „Ruf den:die Arzt:in an“. Diese Liste kann bei Bedarf erweitert werden. MIRMI gehört damit zu den ersten Instituten, in denen Roboter und Menschen mithilfe von ChatGPT interagieren.
Test von GARMI in Garmisch-Partenkirchen
Der neue universelle GARMI wird nun in einer Musterwohnung in Garmisch-Partenkirchen getestet. Der Fokus liegt auf der Weiterentwicklung von Roboterhänden für feinere Aufgaben. Bis GARMI in Pflegeheimen eingesetzt wird, sind noch einige Jahre Forschung nötig. „Es ist wie mit dem autonomen Auto“, sagt Naceri, „große Fortschritte sind gemacht worden, aber es fehlen noch Details, um den Roboter sicher im menschlichen Umfeld einzusetzen.“
