Dienstag, 04. Oktober 2022

Archiv


Roboter mit menschlichen Zügen

Robotik.- Seit Jahren träumen Entwickler davon, dass Roboter einen Platz in unserem Alltag bekommen, zum Beispiel im Haushalt oder in der Pflege. Einer der Hinderungsgründe: Die elektronischen Helfer sehen zu wenig nach Mensch aus. Forscher der TU München haben das geändert.

Von Anne Kleinknecht | 22.11.2011

    Es ist 10 Uhr morgens. Der japanische Wissenschaftler Dr. Takaaki Kuratate begrüßt seinen ungewöhnlichen Büronachbarn. Einen menschenähnlichen Roboterkopf, der auf zwei kleinen Motoren befestigt ist und auf einem Tisch in Kuratates Büro steht.

    Der Roboterkopf heißt Mask-Bot. Takaaki Kuratate hat ihn zusammen mit Forschern von der Technischen Universität München entwickelt. Wenn sich der Wissenschaftler über ein Mikro mit dem Roboter unterhält, denkt man unwillkürlich an ein menschliches Gesicht. Der Mask-Bot lächelt und bewegt den Mund beim Sprechen, er hebt die Augenbrauen und blinzelt. Um den Kopf zum Leben zu erwecken, projiziert der Roboterforscher ein dreidimensionales menschliches Gesicht von hinten in die transparente Plastik-Maske. Mithilfe eines besonders starken kleinen Beamers und einer Fischaugenlinse, die das Bild staucht.

    "Der Projektor überträgt das Computerbild wie es jeder normale Projektor tut. Aber eine Fischaugen-Linse mit einem Makro-Adapter verkürzt den Projektionsabstand und verbreitert den Strahl. So nähert sich das System der Maske an. Das Ergebnis sieht sehr realistisch aus. Sie sehen ein Gesicht in Realgröße, eine sehr realistische Animation auf der Oberfläche der Maske."

    Das Gesicht erscheint auf der Masken-Oberfläche. Projiziert wird es aber von hinten durch die Maske. Deshalb wirkt Kuratates Mask-Bot auch so realitätsnah. Das 3D-Gesicht füllt die gesamte Maske aus und sieht deshalb auch von der Seite sehr echt aus.

    Die Idee, ein Gesicht auf eine Maske zu übertragen, hatte übrigens auch schon Walt Disney in den 1960er-Jahren. In seinem Spukhaus im kalifornischen Disneyland Anaheim begegnen die Besucher Büsten mit wechselnden Gesichtern. Doch statt die Masken von innen auszuleuchten, werden die Gesichter von vorn auf die Büsten übertragen. Deshalb sehen sie nicht so echt aus wie der Mask-Bot.

    Doch es ist nicht nur der 3D-Effekt, der den Roboter-Kopf menschlich wirken lässt. Es sind auch seine Gesichtsausdrücke. Kuratate hat mithilfe eines speziellen Kamerasystems Informationen über die Mimik menschlicher Probanden gesammelt. Daraus filtert ein Computer die Ausdrücke, die zu einem bestimmten gesprochenen Laut passen.

    "Für die statistischen 3D-Daten habe ich die Gesichtsausdrücke von mehr als 500 Personen in Japan und mehr als 200 Personen in Australien gesammelt. Und wir haben die Mimik von 50 Personen gesammelt, die vor allem Englisch sprechen. Alles mithilfe eines Systems, das Bewegungen aufzeichnet."

    Die Möglichkeit, Gesichtsausdrücke mit einem Beamer in eine menschliche Maske zu projizieren ist neu. Zuvor haben Forscher die einzelnen Gesichtsteile anhand dutzender kleiner Motoren bewegt. Dadurch waren Mimik und Sprache meist versetzt. Der Mask-Bot ist dagegen viel schneller in der Lage, Sprache und Gesichtsausdruck zu kombinieren.

    "Regenbogen" – sagt der Roboterforscher Kuratate. Die Definition kommt prompt vom Mask-Bot: "Wenn sich Sonnenstrahlen in den feinen Wassertropfen der Atmosphäre brechen, dann entsteht ein Regenbogen."

    Die Sprachfähigkeit des Roboters steckt noch in den Kinderschuhen. Der Mask-Bot kann zwar nachsprechen, was man über eine Tastatur eingibt. Aber wenn Kuratate über ein Mikrofon mit ihm spricht, erkennt er nur einzelne Wörter auf Japanisch, Englisch und Deutsch und gibt vorprogrammierte Antworten. Ein Gespräch in Echtzeit wird erst in ein paar Jahren möglich sein. In Japan denkt man zum Beispiel an einen Einsatz in der Altenpflege nach.

    "Wir glauben, wenn das System erst einmal intelligent ist, können wir es als Gesprächspartner in der Altenpflege einsetzen. So können ältere Menschen ihre Geschichten erzählen und der Mask-Bot antwortet oder nickt."

    "Vielen Dank – gern geschehen – auf Wiedersehen – auf Wiedersehen."