Anthrobot

 

Untersuchung der kognitiven Kompatibilität anthropomorph modellierter Bewegungsbahnen bei der Mensch-Roboter-Interaktion mit Hilfe funktionaler kernspintomographischer Messungen

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Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.05.2014 bis 31.12.2015
Forschungsbereich:
Mensch-Roboter-Interaktion
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

Name

Alexander Mertens

Abteilungsleitung Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme

Telefon

work
+49 241 80 99494

E-Mail

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Herausforderungen

Jedes Mensch-Maschine-System wird durch geometrische, kinematische und dynamische Wechselwirkungen zwischen Mensch und Technik geprägt. Hierbei kann für spezifische Anwendungskontexte (z.B. Fertigung, Montage, Service, Assistenz) insbesondere der Einsatz von Robotern mit serieller Kinematik (Gelenkarmroboter) zu einer effizienten und effektiven Kooperation beitragen. Als Voraussetzung dafür gilt, dass die Gestaltung und Integration der technischen Systemkomponenten vom Menschen akzeptiert und die Interaktion als intuitiv empfunden wird. Ein vielversprechendes Konzept ist dabei die Übertragung von menschlichen Attributen auf robotische Systeme (Anthropomorphismus). Hierdurch soll einerseits eine höhere Benutzerakzeptanz und Vertrautheit erzielt werden sowie andererseits die Sicherheit und Produktivität der Mensch-Roboter-Interaktion in Kooperationsszenarien verbessert werden. Da Anthropomorphismus im Bereich der Robotik durch verschiedene Art und Weisen umgesetzt werden kann, liegt der Fokus im Rahmen dieses Forschungsvorhabens insbesondere auf den Bewegungen. Bei der menschlichen Bewegungs- sowie der Intentionserkennung spielen die sogenannten Spiegelneuronen eine besondere Rolle. Diese Nervenzellen im Gehirn sind dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl bei der Beobachtung als auch der Ausführung einer Handlung aktiviert werden. Nach aktuellen Studien stehen diese Neuronen in engem Zusammenhang mit der Vorhersage von weiteren Handlungen des Gegenübers. Dies gilt jedoch primär für die natürliche Interaktion zwischen Primaten. Der Nutzen dieser neuronalen Vorgänge im industriellen Kontext wurde jedoch bis jetzt nur unzureichend erforscht.

Zielsetzung

Ausgehend vom Stand der Forschung zur Wirkung von Anthropomorphismus bei Arbeitsprozessen in Produktion und Service auf die direkte Interaktion zwischen Mensch und Roboter sollen im Rahmen dieses Forschungsprojektes fundierte Erklärungsansätze entwickelt und empirisch validiert werden. Zur objektiven Erfassung des Effekts unterschiedlich menschenähnlicher Bewegungsmuster soll die neuronale Aktivität des Gehirns während der Wahrnehmung von unterschiedlichen Bewegungen mit Hilfe des bildgebenden Verfahrens der funktionellen kernspintomographischen Messung (fMRT) erfasst werden. Eine wichtige Fragestellung diesbezüglich ist bspw. der Einfluss der Kinematik (menschähnlich vs. maschinenähnlich) und des Geschwindigkeitsprofils auf die Aktivierung von Spiegelneuronen. Hierzu sollen konventionelle Roboterbewegungen mit menschenähnlich gestalteten Trajektorien verglichen und der wahrgenommene Anthropomorphismus erhoben werden. Die Ergebnisse der Hirnaktivierungsstudie können messtechnisch abgesicherte Informationen über zentrale Verarbeitungsprozesse im Hinblick auf Anthropomorphismus liefern und ermöglichen die Ableitung objektiver Maße für die Bewertung und Beurteilung.

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektträger

VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

Projektpartner

Lehrstuhl und Sektion für klinische Kognitionsforschung (KKF)

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