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Maschine spielt Jenga Roboter baut Klötzchenturm

Durch Ertasten Informationen zu gewinnen, war bislang nicht unbedingt eine Stärke von Robotern. Forscher wollen das ändern – und lassen dazu eine Maschine Jenga spielen.
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Der Roboterarm verfügt über Berührungssensoren, mit denen er die Lage der Klötzchen erfassen kann. Quelle: dpa
Roboter spielt Jenga

Der Roboterarm verfügt über Berührungssensoren, mit denen er die Lage der Klötzchen erfassen kann.

(Foto: dpa)

CambridgeNach Strategiespielen wie Schach und Go versuchen sich Maschinen nun auch erfolgreich an Geschicklichkeitsspielen wie Jenga. Zur Bewältigung des Spiels, bei dem ein Turm aus Holzklötzen umgebaut werden muss, statteten Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen Roboterarm mit empfindlichen Berührungssensoren aus.

„Schlussfolgern durch Ertasten ist im Tierreich allgegenwärtig, aber in der Roboterhandhabung unterentwickelt“, schreiben die Forscher im Fachmagazin Science Robotics. Dabei könnten Informationen, die durch Ertasten vermittelt werden, in der Industrie sinnvoll eingesetzt werden.

Die Forscher kombinierten Kameraaufnahmen mit Berührungssensoren und speisten mit diesen Daten ein künstliches neuronales Netzwerk. Um die Lernzeit zu verkürzen, war dem Roboter vorgegeben, dass er Vorgänge mit gleichem oder ähnlichem Ergebnis – etwa dem Einstürzen des Jenga-Turms – in Clustern zusammenfasst.

Auf diese Weise hatte der Roboter eine steilere Lernkurve als mit anderen Verfahren. Insgesamt brauchte er nur etwa 300 Versuche statt zehntausende, um ein gutes Spielergebnis zu erzielen.

Zunächst wurde das Lernverhalten des Roboters simuliert. Dann folgte das Spielen mit echten Jenga-Klötzchen. Wenn der Roboterarm mit dem Spielen begann, testete er zufällig ausgewählte Holzbausteine.

Er bewegte diese Steine etwa einen Millimeter und bewertete sie nach Kategorien wie „leicht zu bewegen“, „schwer zu bewegen“ und „gar nicht zu bewegen“. Je nach Bewertung setzte er seine Bemühungen fort, den Baustein zu entfernen – oder eben nicht.

Entfernte Bausteine werden bei Jenga oben auf den Turm gelegt. Der Roboter schaffte es nach kurzer Lernzeit, 21 oder mehr Bausteine zu entfernen und neu zu platzieren, ohne dass der Turm kippte.

„Wir haben gesehen, wie viele Blöcke ein Mensch herausziehen konnte, bevor der Turm fiel, und der Unterschied war nicht so groß“, sagt Miquel Oller, ein Autor der Studie.

Ziel der Forscher ist es letztlich aber nicht, den Roboter zu einem unschlagbaren Jenga-Meister zu machen. Sie wollen seine mit der Kombination von visuellen und ertasteten Daten hinzugewonnen Fähigkeiten erforschen.

In einem weiteren Beitrag in Science Robotics befasst sich Robin Murphy von der Texas A&M University mit der Darstellung von Roboterlernen in Science-Fiction-Büchern und -Filmen. Häufige Motive sind dabei, dass das Lernen für Roboter einfach ist und dass es zu Empfindungsvermögen führt.

Beides sei in der Wirklichkeit nicht so, schreibt Murphy. Eine Sache aber werde meist korrekt dargestellt: Dass es sehr schwierig ist, einem Roboter beizubringen, das Richtige zu lernen.

  • tt
  • dpa
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