Bayram Eker
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Die letzte Tasse auf dem Tisch

Frühstück abräumen wirkt einfach, bis ein Roboter es versucht. Eine Tasse zeigt, was physische KI über Hilfe im wechselnden Alltag noch lernen muss.

Robotik und KI1 / 4

Ein Robotergreifer mit Kamera hält über einem gefalteten Tuch; daneben stehen eine Tasse und ein Holzblock auf dem Arbeitstisch.
Die Tasse zu erkennen ist der Anfang. Sie anzuheben, ohne das Tuch mitzuziehen, ist eine andere Aufgabe. KI-generierte Illustration.

Sie wollen aus dem Haus, doch das Frühstück steht noch da. Zwei Teller werden gestapelt, eine leere Tasse kommt zur Spüle, der halbvolle Kaffee bleibt stehen. In Gedanken sind Sie längst beim Tag. Mittags werden Sie sich an das Abräumen kaum erinnern.

Übergeben wir diese kleine Aufgabe einem Roboter, werden die unausgesprochenen Einzelheiten schwierig. Welche Tasse ist leer? Hält der Teller einen zweiten? Klemmt das Tuch darunter? Mich interessiert an physischer KI dieser Weg: von einer verstandenen Bitte zu einer Hilfe, die im Alltag tatsächlich entlastet.

Das meiste sagen wir gar nicht

„Räum den Tisch ab“ genügt uns, weil wir viel Hintergrund teilen. Das Notizbuch soll trocken bleiben, jemand kommt vielleicht zum Kaffee zurück. Der Roboter bekommt die Worte, ohne den Morgen miterlebt zu haben. Selbst wenn er alle Gegenstände erkennt, bleibt unsere Absicht teilweise offen.

Die Tasse kann wie gestern aussehen, während ihr Henkel anders steht oder ein Tuch darunterliegt. Wir greifen anders und machen weiter. Bei der Maschine reicht die Änderung vom Kamerabild bis zur Kraft an den Fingern. Ein schlüssiger Plan garantiert noch keinen gelungenen Griff.

In der Szene verändert die Position der Tasse den Platz für den Arm. Eine sorgfältig vorbereitete Vorführung kann solche Details ausblenden. Zu Hause sind sie der Normalfall. Die Küche erst robotergerecht herzurichten, bevor der Roboter sie aufräumt, wäre wenig Entlastung.

Abbildung 1

Gleiche Anweisung, anderer Tisch

Wähle die Situation. Armstellung und Erklärung ändern sich gemeinsam.

Eine Situation wählen
  1. BeobachtenObjekt, Kontakt und Bewegungsraum
  2. HandelnEine erreichbare Bewegung wählen
  3. PrüfenErgebnis mit der Aufgabe vergleichen

Der erste Versuch hat freien Zugang.

Was hat sich geändert?
Die Tasse steht am erwarteten Ort.
In diesem Beispiel
Der Arm nutzt den vertrauten Weg.
Bedeutung für die Arbeit
Ein Ausgangstest vor Veränderungen.

Der alte Ansatz genügt nicht mehr.

Was hat sich geändert?
Tasse und Hindernis verändern den Zugang.
In diesem Beispiel
Der dargestellte Arm richtet sich neu aus.
Bedeutung für die Arbeit
Die Aufgabe braucht neue Beobachtung und Annäherung.

Ein Rückzug hält die offene Aufgabe beherrschbar.

Was hat sich geändert?
Der Ansatz eignet sich nicht zur Fortsetzung.
In diesem Beispiel
Der Arm zieht sich zurück.
Bedeutung für die Arbeit
Vor dem nächsten Versuch kann gezielt geholfen werden.
Erklärende Animation des Tischbeispiels, keine Leistungsmessung.

Eine Küche liefert noch nicht genug Erfahrung

Hier setzt die Forschung an. RT-2 untersucht, wie Bild- und Sprachwissen die Auswahl von Aktionen unterstützt. Open X-Embodiment vereint Erfahrungen verschiedener Roboterkörper. Beide wenden sich gegen dieselbe Grenze: Eine gelernte Fähigkeit kann am Trainingsort überzeugen und anderswo schnell scheitern. [1] [2]

DROID sammelt deshalb Vorführungen in unterschiedlichen realen Umgebungen. Das passt zum Problem: Eine Wohnung ist keine Reihe von Objekten vor neutralem Hintergrund. Licht und freie Flächen wechseln, Dinge landen dort, wo gerade Platz ist. Erfahrung muss auch diese Unordnung enthalten. [3]

Die π0.5-Arbeit von Physical Intelligence untersucht Hausarbeiten in neuen Wohnungen. Die berichteten Erfolge sind ermutigend, weil eine andere Wohnung viele Einzelheiten zugleich verändert. Fehlschläge zeigen ebenfalls, wie weit eine Fähigkeit trägt. Beim Lesen denke ich vor allem an den nächsten unbekannten Raum. [4]

Und wenn die Tasse rutscht?

Zurück am Tisch: Der Griff geht daneben. Die Tasse bleibt stehen, der Arm beendet seine Bewegung. Mensch und Maschine können nun unterschiedliche Vorstellungen vom Arbeitsstand haben. Für den Menschen steht die Tasse noch da; ein System, das nur seine Bewegungsfolge abarbeitet, plant vielleicht schon weiter.

Darum gehört erneutes Hinsehen zur Fähigkeit. Der Roboter muss bemerken, dass die erwartete Veränderung ausgeblieben ist. Ein verfehlter Griff muss nicht die ganze Aufgabe verderben. Anstrengend wird es, wenn ein Mensch jede Bewegung überwachen muss, um übersehene Fehler aufzufangen.

Manchmal ist eine konkrete Bitte um Hilfe der nächste Schritt: Der Henkel ist unerreichbar oder das Tuch muss weg. So helfen Menschen einander auch. Eine verständliche Bitte ermöglicht einen kleinen Eingriff, statt die ganze Arbeit zurückzugeben. Der Ablauf unten lässt Platz für diesen zweiten Blick.

Abbildung 2

Der Tasse durch die Aufgabe folgen

Ein geschlossener Beobachtungs- und Handlungszyklus

  1. Beobachten

    Szene und Anweisung gemeinsam betrachten.

  2. Wählen und handeln

    Eine zu den aktuellen Bedingungen passende Bewegung wählen.

  3. Prüfen und erholen

    Erneut beobachten, fortsetzen, korrigieren oder Hilfe anfordern.

Die nächste Beobachtung schließt den Kreis. Eine abgeschlossene Bewegung ist noch keine abgeschlossene Aufgabe.

Die Minuten, die wir zurückgewinnen möchten

Roboter werden gern nach ihrer schwierigsten Leistung beurteilt. Bei Hilfe zu Hause frage ich mich eher: Worum muss sich der Mensch nicht mehr kümmern? Kann er telefonieren oder sich fertig machen, ohne an die nächste Tasse zu denken? Dann beginnt die Maschine, tatsächlich etwas zurückzugeben.

Die Arbeiten versprechen diesen Morgen noch nicht. Sie zeigen aber seine Zutaten: Erfahrung jenseits eines Aufbaus, die Verbindung von Verstehen und Bewegung sowie Erholung nach kleinen Änderungen. Einzeln wirkt das unspektakulär. Zusammen entscheidet es, ob die Hilfe auch nach der Vorführung bleibt.

Die letzte Tasse ist ein bescheidener Anfang. Gerade deshalb gefällt sie mir: Jeder versteht, was noch zu tun ist. Dahinter steht ein größerer Wunsch – eine Maschine, die genug über eine wechselnde Welt lernt, um uns eine Arbeit abzunehmen, die wir gern abgeben würden.

Abbildung 3

Die Forschung hinter dem Beitrag

Zum WeiterlesenDer hilfreiche GedankeDie nächste Frage
RT-2 · 2023

Verbindet visuelles und sprachliches Wissen mit der Vorhersage von Roboteraktionen.

Welche physischen Veränderungen übersteht dieser Wissenstransfer?

Open X-Embodiment · 2023

Führt Erfahrungen verschiedener Roboterbauformen in einer gemeinsamen Forschungsressource zusammen.

Was muss für einen neuen Roboter und eine neue Aufgabe angepasst werden?

DROID · 2024

Erweitert Manipulationsdaten um vielfältige reale Szenen und Aufgaben.

Verbessert die Vielfalt die für unseren Einsatz relevanten Verhaltensweisen?

Die besprochenen Originalarbeiten mit kurzen Hinweisen zu ihren Forschungsfragen.

Quellen

  1. RT-2: Vision-Language-Action Models robotics-transformer2.github.io
  2. Open X-Embodiment: Robotic Learning Datasets and RT-X Models robotics-transformer-x.github.io
  3. DROID: A Large-Scale In-the-Wild Robot Manipulation Dataset droid-dataset.github.io
  4. Physical Intelligence: π0.5, a VLA with Open-World Generalization pi.website

Ein Beitrag von Bayram Yüksel Eker. Korrekturen und andere Sichtweisen sind unter bayram@neuraparse.com willkommen.

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