Zusammenfassung

Unter der Leitung von Professor Dr. Bernd Krieg-Brückner beschäftigt sich die Arbeitsgruppe "Kognitive Robotik" des Bremer Instituts für Sichere Systeme an der Universität Bremen mit der Entwicklung eines intelligenten Transportmittels für behinderte und ältere Menschen - dem Bremer Autonomen Rollstuhl Rolland. Der mit Sensorik und Steuer-PC ausgestattete Elektrorollstuhl Meyra Genius 1.522 dient sowohl als wissenschaftliche Experimentierplattform im Rahmen des Schwerpunktprogramms "Raumkognition" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) als auch als Demonstrator für den Einsatz formaler Methoden bei der Entwicklung eingebetteter Systeme.

Im Kontext des interdisziplinären Schwerpunktprogramms werden im Bremer Teilprojekt zunächst verschiedene Ansätze zur Modellierung von Navigationsverhalten aus Biologie, Psychologie, Künstlicher Intelligenz (KI) und Kognitiver Robotik durch die Entwicklung der Taxonomie der Navigation in eine hierarchische Beziehung gesetzt: Elementare Navigationstaktiken werden zu taktischer Navigation in Routen kombiniert; Landmarken im Raum werden Routenmarken in Netzwerken von Wegen gegenübergestellt; Überblickswissen kommt auf der Ebene von strategischer Navigation hinzu. Ziel ist hierbei die Vereinheitlichung der Konzepte und Theorien sowie der Terminologie, so dass ein koordiniertes Herangehen an Fragestellungen von beiden Seiten ermöglicht wird: in Psychologie und Biologie steht die Analyse der Mechanismen der Navigation im Vordergrund, in der Künstliche Intelligenz bzw. der Kognitiven Robotik die Synthese robuster und effizienter Navigationstechniken.

Neben der theoretischen Beschäftigung mit den Grundlagen der Navigation werden robuste Techniken untersucht, die es dem Rollstuhl, aufbauend auf verschiedenen Grundverhalten wie Wandverfolgung oder Einbiegen in eine Tür, erlauben, auch komplexe Verhaltensweisen zu erlernen. Die entwickelten Navigationsverfahren basieren auf dem Erkennen von Wegmarken (natürliche oder künstliche Orientierungshilfen), entweder durch Auswertung der Eigenbewegung des Rollstuhls oder mittels externer Sensorik, wie z.B. Kameras oder Ultraschallsensoren.

Als erste Applikationen wurden ein Fahrassistent und ein Routenassistent implementiert. Ersterer passt die vom Benutzer per Joystick vorgegebene Geschwindigkeit je nach aktueller Hindernissituation an, so dass z.B. bei der Annäherung an ein Hindernis langsam abgebremst wird. Außerdem kann eine Unterstützung bei der Türdurchfahrt erfolgen, das automatische Wenden auf der Stelle ist ebenfalls bereits umgesetzt. Der Routenassistent überlässt dem die Benutzer die Steuerung des Rollstuhls, unterstützt ihn aber mit Fahrhinweisen, wie z.B. "nächste Abzweigung links". Hiermit wird Patienten geholfen, die sich Wege nicht merken können. Beide Assistenten sollen im nächsten Entwicklungsschritt unter anderem um die Möglichkeit der Sprachein- bzw. -ausgabe erweitert werden.