Das Forschungsprojekt „SIREN“ an der TU Darmstadt ist vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem Starting Grant ausgezeichnet worden. Professorin Georgia Chalvatzaki erhält über fünf Jahre hinweg rund 1,5 Millionen Euro an Fördermitteln. Die Informatikerin erforscht neuartige KI-Roboter-Softwarearchitekturen, die es menschenähnlichen Robotern ermöglichen, anspruchsvolle Aufgaben in unstrukturierten und dynamischen Umgebungen zu erfüllen.

Menschen können die verschiedensten anspruchsvollen Aufgaben in unserer unstrukturierten und unsicheren realen Welt mühelos erledigen. Doch bis zur Entwicklung einer „verkörperten“ künstlichen Intelligenz ist es für Roboter noch ein weiter Weg. Dank leistungsstarker neuronaler Modelle und umfangreicher Datensätze hat das Lernen von Robotern zuletzt bemerkenswerte Fortschritte gemacht. Dennoch bleiben offene Forschungsfragen: Brauchen wir massive Architekturen und Daten, um Roboter mit einer „künstlichen verkörperten Intelligenz“ auszustatten, damit sie lernen, Aufgaben zu lösen, die für Menschen intuitiv sind? Und wie können wir wesentliche Fortschritte auf dem Weg zu robusten und anpassungsfähigen lernenden Robotersystemen machen, die in der dynamischen realen Welt zuverlässig funktionieren?

Das Projekt SIREN („Structured Interactive Perception and Learning for Holistic Robotic Embodied Intelligence“) von Georgia Chalvatzaki widmet sich der Beantwortung dieser Fragen. Im Rahmen ihres vom ERC geförderten Projektes wird die Wissenschaftlerin die Prinzipien erforschen, die der komplexen Interaktion zwischen Roboter und Umgebung zugrunde liegen und bestimmen, wie sich diese Interaktion entwickelt. SIREN schlägt eine neue systemische Sichtweise vor, wie Roboter lernen können: eine einzigartige, ganzheitliche Darstellung des Roboters und seiner Umgebung als integriertes System. Im Rahmen des Projekts wird untersucht, welche Merkmale des Aktions-Wahrnehmungs-Zyklus für die Entwicklung einer verkörperten Roboterintelligenz entscheidend sind.

Die Ergebnisse von SIREN werden es Robotern wie humanoiden mobilen Manipulatoren – Robotersystemen mit Armen, Kopf und einer mobilen Basis – ermöglichen, sich in unstrukturierten, menschenähnlichen Umgebungen eigenständig zurecht zu finden. Zudem wird es ihnen so möglich, anspruchsvolle Aufgaben zu erfüllen, die eine reibungslose und effiziente Koordination von Wahrnehmung und Handlung erfordern. Der von SIREN vorgeschlagene Paradigmenwechsel eröffnet neue Wege für zukünftige bahnbrechende Forschung, die auf den Ergebnissen von SIREN für kontinuierlich lernende Robotersysteme beruht, die in ihre Umgebung integriert sind und sich mit ihr weiterentwickeln.

Zur Person

Georgia Chalvatzaki ist seit 2023 Professorin für Interaktive Roboterwahrnehmung und Lernen (PEARL) und leitet seit 2021 die DFG Emmy Noether-Forschungsgruppe iROSA (Intelligent Robotic Systems for Assistance) an der TU Darmstadt, zunächst als unabhängige Forschungsgruppenleiterin, ab 2022 als Assistenzprofessorin. 2021 wurde Chalvatzaki von der Deutschen Gesellschaft für Informatik zum „KI-Newcomer des Jahres“ und zum „RSS-Pionier des Jahres“ gewählt. Chalvatzaki ist Mitglied von hessian.AI, dem hessischen Zentrum für Künstliche Intelligenz. Ihre Forschung im Bereich autonomer Roboter konzentriert sich auf robotisches Greifen, Manipulation, mobile Manipulation, Bewegungs- und Aufgabenplanung sowie Mensch-Roboter-Interaktion.

Hintergrund

„ERC Starting Grants“ werden vom Europäischen Forschungsrat (ERC) an Wissenschaftler:innen aus allen Disziplinen bis zu sieben Jahre nach der Promotion vergeben. Mit der Auszeichnung will die Europäische Union herausragende Forschung und Early-Career-Wissenschaftler:innen fördern. Der „Starting Grant“ richtet sich an Forschende am Beginn ihrer Karriere, die schon exzellente Arbeiten vorweisen können und eine eigenständige Forschung oder eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen möchten.