Dynamische Bewegungseinheiten als Modell menschlichter und humanoider Bewegungssteuerung

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Robotik, und speziell die humanoide Robotik, wird in nicht zu ferner Zukunft in das alltägliche menschliche Leben vordringen und dem Menschen in vielen Bereichen physikalische und soziale Hilfe leisten. Vorausblickend auf solch eine Entwicklung, untersucht das vorgeschlagene Projekt die Steuerung und das Lernen menschlicher Bewegung, mit dem Ziel, dieses Wissen für die autonome, intelligente Steuerung von Robotern zu verwenden, damit solche Roboter in der Zukunft mit Menschen in deren Umgebung zusammenleben und deren Infrastruktur ausnutzen können. Speziell schlägt das Projekt vor, einen Formalismus zu entwickeln, um komplexe Bewegung aus einfacheren Bewegungseinheiten aufzubauen. Ansatz für eine Bewegungseinheit ist dabei das Modell der sogenannten dynamischen Bewegungseinheiten. Darin ist eine Einheit entweder eine Bewegung auf ein Ziel (z.B. Griff nach einer Tasse) oder eine rhythmische Bewegung (z.B. Laufbewegung). In beiden Fällen unterliegt die Bewegung einer Differentialgleichung, die dergestalt ist, dass beliebige Bewegungen erlernbar sind. Aufbauend auf diesem Prinzip werden folgende Forschungsrichtungen untersucht:- Welche theoretischen Verbesserungen sind notwendig, um das Modell der dynamischen Bewegungseinheiten robust und vielseitig zur Bewegungserzeugung zu verwenden?- Wie können Bewegungseinheiten durch Nachahmung eines Lehrers gelernt werden, wobei der Lehrer nur visuell wahrnehmbar ist?- Wie werden einfache Bewegungseinheiten kombiniert, um damit komplexere Einheiten zu trainieren?- Inwiefern kann das vorgeschlagene Modell menschliches Bewegungsverhalten erzeugen? Jede dieser Fragen handelt von einem bedeutenden offenen Problem in der Forschung.