Learning and Control of Dynamic Manipulation Tasks from Human Demonstrations

• Applicant: Professorin Dr. Dongheui Lee
• Subject Area: Image and Language Processing, Computer Graphics and Visualisation, Human Computer Interaction, Ubiquitous and Wearable Computing
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 216483539

Bewegungslernen und Regelung stellen essentielle Komponenten für komplexe Robotersysteme dar um eine Vielzahl an Aufgaben durchzuführen, welche nur schwer explizit vorprogrammiert werden können. Das Gebiet des Roboterlernens befindet sich noch in einem relativ frühen Stadium, in dem die meisten Lernverfahren sich auf gut modellierte Umgebungen mit einer vordefinierten Regelung beschränken. Das vorliegende Projekt hat zum Ziel, den Stand der Technik im Bereich des Imitationslernens und der Regelung von Manipulationsaufgaben ausgehend von kinematischen Grundfertigkeiten (Imitation von Bewegungen) zu dynamischen Fähigkeiten zu erweitern wobei Lernverfahren mit regelungstechnischen Methoden verbunden werden sollen. Das erste Ziel besteht darin durch einen neuen Regelungsansatz zum physischen Coaching die Übertragung (hochdimensionaler) menschlicher Fähigkeiten auf Robotersysteme intuitiver zu gestalten. Weiteres soll der Roboter physikalisch konsistente Kräfte und Impedanzverhalten zur Manipulation deformierbarer Objekte lernen, um neben der Imitation kontaktfreier Bewegungen auch Aufgaben zu ermöglichen welche eine direkte physikalische Interaktion mit der Umgebung erfordern. Während der Aufgabenausführung wählt und adaptiert der Roboter gelernte Bewegungen sowie das dynamische Verhalten (Kraft- und Impedanzverhalten). Schließlich wird ein neues Regelungssystem basierend auf hybriden dynamischen Systemen vorgeschlagen um die motorische Fähigkeiten (z.B. Regler) bei Abarbeitung einer Sequenz vom Bewegungsprimitiven mit unterschiedlichem dynamischen Verhalten anzupassen. Alle vorgestellten Konzepte sollen an einem Robotersystem mit humanoidem Oberkörper und mobiler Basis implementiert werden.

• DFG Programme: Research Grants