Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme (TAMS)

 

Die „Technische Aspekte Multimodaler Systeme (TAMS)“ ist ein wissenschaftlicher Arbeitsbereich des Instituts für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (MIN) an der Universität Hamburg. Das Team von TAMS unter Leitung von Prof. Dr. Jianwei Zhang verfügt über weitreichende Kompetenzen in der Erfassung, Integration und Feinanwendung von Informationen. Zudem hat dieser Arbeitsbereich eine neue Methode der Mensch-Computer-Interaktion für die modalübergreifende Informationsintegration (visuell, taktil, kinetisch, akustisch usw.) entwickelt und das geschickte, dynamische und präzise Greifen eines Roboterarms ermöglicht. Die Forschung zu Integrationsmethoden für die Mensch-Maschine-Umgebung wie kooperative Objektmanipulation und Mensch-Maschine-Objekttransfers hat den Grundstein für die Etablierung von Roboterpositionierungs- und Bewegungsplanungs-, Wahrnehmungs- und Kontrollmethoden gelegt.

TAMS verfügt über eine Vielzahl fortschrittlicher intelligenter Roboterplattformen, Roboterarme und Roboterhände, darunter BEISA-Zweibeinroboter, intelligente PR2-Roboter, leichte UR-Roboterarme, leichte KUKA-LWR-III-Roboterarme und Shadow-Roboterhände. Unter diesen ist BEISA die einzige Bipedal-Plattform der Welt, die gleichzeitig Schlüsselanforderungen wie Gleichgewicht, Effizienz, Intelligenz, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit erfüllen kann. PR2 ist der weltweit erste mobile Arbeiterroboter, der auf dem Robot Operating System (ROS) basiert. Der Roboter integriert mehrere Sensoren wie Kamera, Tiefensensor, Lasersensor, Sensoren für Berührung und Kraftwiderstand mit vollständigen Funktionen und der Fähigkeit, komplexe Vorgänge auszuführen. Mit diesem Roboter hat TAMS eine Reihe europäischer Spitzenforschungsziele erfüllt und auch die Pflege, Aktualisierung, Prüfung und Überprüfung des ROS-Kerncodes übernommen. Die Shadow-Roboterhand ist derzeit die am weitesten entwickelte Roboterhand weltweit. Der Bewegungsbereich jedes Gelenks entspricht dem Bewegungsbereich einer menschlichen Hand und kann viele geschickte Operationen wie beim Menschen ausführen. Darüber hinaus verfügt TAMS über viele andere Technologien, die in der Industrie 4.0 Verwendung eingesetzt werden können, z. B. lernfähige Robotersysteme, autonome Roboter für den mobilen Betrieb, ein zweiarmiges Montagesystem und eine Multimodale Mensch-Computer-Interaktionsplattform.

Als eine deutsch-chinesisch gemeinschaftliche, interdisziplinäre Forschungseinrichtung leitet TAMS ein großes Forschungsprojekt zum Thema “Cross Modal Learning: Adaptivität, Vorhersage und Interaktion (TRR169)”. Das gemeinsam von der Deutschen Wissenschaftsstiftung und der Nationalen Naturwissenschaftlichen Stiftung Chinas finanzierte Projekt ist das bisher größte langfristig angelegte Grundlagenforschungsprojekt auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Das deutsche Team besteht aus Wissenschaftlern der Universität Hamburg und des Universitätsklinikum Eppendorf. Hauptkoordinator des Projekts ist Pr. Dr. Jianwei Zhang, Mitglied der Hamburger Akademie der Wissenschaften. Das chinesische Team besteht aus Wissenschaftlern der Tsinghua-Universität, der Beijing-Universität, der Beijing Normal University und des Instituts für Psychologie der Akademie der Wissenschaften. Zu diesen Einrichtungen gehören u.A. drei nationale Schlüssellabors und drei McGovern-Labors in den Bereichen künstliche Intelligenz, Neurokognition und Lernmechanismen. Zu den Forschungsmethoden gehören die Kombination von Statistik und Wissen sowie das Lernen aus Fortschritten in wissenschaftlichen Bereichen wie der Neurokognition, um neue Lernalgorithmen zu entwickeln. Die Kombination aus Forschung und Anwendung von TAMS wird eine enorme technische Unterstützung für die Bereiche Bildung, Gesundheit, intelligente Systeme und Robotik bieten.