Neuer MIT-Roboter spielt problemlos Jenga
Innovatives System lernt mittels Computersehen und taktilem Feedback für Alltagszwecke
Cambridge (pte003/31.01.2019/06:10) Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu haben einen Roboter gebaut, der Jenga spielt. Das in "Science Robotics" vorgestellte System vereint Computersehen und vor allem taktiles Feedback, um zu entscheiden, welchen Holzblock es am besten entfernt, damit der Tum ja nicht umstürzt. Ziel der Forscher: Der Roboter soll mit möglichst wenig Daten lernen, gute Entscheidungen zu treffen. Derart schlaue Systeme könnten für industrielle Anwendungen interessant sein, in denen praktische Handgriffe sitzen müssen.
Herausfordernder als Go
Beim Stapelspiel Jenga geht es darum, einen von 54 Holzquadern aus einem Turm zu ziehen, ohne dass dieser einstürzt. Für Roboter ist das gar keine so leichte Aufgabe. "Im Gegensatz zu rein kognitiven Spielen wie Schach oder Go erfordert das Jenga-Spiel auch das Beherrschen von physischen Fertigkeiten wie schieben, ziehen, platzieren und ausrichten von Spielsteinen", erklärt MIT-Maschinentechnik-Professor Alberto Rodriguez. Das ließe sich kaum simulieren, ein Roboter sollte also in der realen Welt mit echten Jenga-Klötzen lernen.
Es wäre unpraktisch, wenn das System wie mit klassischen Ansätzen des Maschinenlernens abertausende Züge ausprobieren müsste, auch aufgrund des damit einhergehenden Rechenaufwands. Ein Herzstück des Roboters ist also ein von den MIT-Forschern entwickeltes taktiles Lernsystem, das deutlich effizienter arbeitet. Dazu probiert die Maschine zunächst, was beim Verschieben zufälliger Spielblöcke passiert und misst dabei auftretende Kräfte. So wie Menschen fasst das System Versuche, in denen sich die Blöcke ähnlich verhalten, zu Clustern zusammen. Das trägt dazu bei, dass der Roboter schon nach 300 Versuchen - viel weniger als mit klassischen Lernalgorithmen - recht gut Jenga spielt.
Arbeiter statt Großmeister
Informelle Tests haben gezeigt, dass der Roboter bei einer Art Jenga-Solitaire fast so viele aufeinander folgende Züge schafft wie Menschen, ehe der Turm zusammenbricht. Davon, in einem echten Spiel tatsächlich menschliche Gegner zu schlagen, ist er aber noch ein gutes Stück entfernt. Allerdings geht es den Forschern auch nicht so sehr darum, einen robotischen Jenga-Großmeister zu entwickeln, als vielmehr um praktische Arbeit, die Roboter dank der Technologie besser verrichten könnten.
"Es gibt viele Aufgaben, die wir mit den Händen erledigen, wo das Gefühl es 'richtig gemacht' zu haben in Form von Kräften und taktilen Hinweisen entsteht", erklärt Rodriguez. Das taktile Lernsystem könnte also interessant sein, wenn Roboter solche Aufgaben erfüllen sollen, beispielsweise in der Mülltrennung oder in der Fertigung von Elektronik. "Am Handy-Fließband entsteht das Gefühl eines Einschnappens oder einer angezogenen Schraube in fast jedem Schritt durch Kraft und Tastsinn, nicht durch Sehen", betont der Ingenieur.
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