Machine Learning

Menschenähnliche Roboterhand löst Zauberwürfel

OpenAI: Auf dem Weg zu universell einsetzbaren Robotern?
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OpenAI hat ein Reinforcement-Learning-Projekt vorgestellt: Eine Roboterhand löst den Zauberwürfel mit alter Hardware und neuer Software. Die maschinelle Hand legt eine hohe Geschicklichkeit an den Tag und fährt auch trotz unerwarteter Störungen fort. Ist damit der Grundstein für universell einsetzbare Roboter gelegt?

Die KI-Schmiede OpenAI setzte sich bereits 2017 zum Ziel, einen Zauberwürfel mithilfe einer menschenähnlichen Roboterhand zu lösen. Nun ist das Unterfangen geglückt, wie die Capped-Profit-Organisation in ihrem Blog bekannt gab. Dazu setzte OpenAI neuronale Netze ein, die mithilfe verschiedener Methoden trainiert wurden.

Reinforcement Learning und ADR

Das Training der neuronalen Netze fand ausschließlich innerhalb einer Simulation statt. Dazu wurde Reinforcement Learning eingesetzt, das nicht nur für die virtuelle Anwendung, sondern auch für die physische Welt geeignet sei. Diese Übertragung in die reale Anwendung ist laut OpenAI durch Automatic Domain Randomization (ADR) gelungen. ADR ist eine von OpenAI entwickelte neue Methode, die dazu dient, innerhalb der Simulation zunehmend schwierige Verhältnisse zu erzeugen. In diesem Projekt wurden zum Beispiel die Größe des Würfels oder der Widerstand der robotischen Finger randomisiert.

Um die Grenzen von ADR zu testen, wurde die Roboterhand mit verschiedenen nicht zuvor trainierten Störungen konfrontiert. Dabei erwies sich die Methode laut OpenAI als erstaunlich robust. Die meisten Schritte seien weiterhin ausgeführt worden, wenn auch nicht mit höchster Leistung. Zu den Störungen zählten eine Plüschgiraffe oder ein Gummihandschuh:

Roboterhand wird Störungen ausgesetzt; Quelle: OpenAI-Blog

Und so sieht es aus, wenn die Roboterhand den Zauberwürfel – nach dem Erfinder auch Rubik’s Cube genannt – in Echtzeit löst:

Das Ziel des Projektes

Solch komplexe Aufgaben wie das Lösen des Zauberwürfels sind laut OpenAI die Basis für das Entwickeln universell nutzbarer Robotik-Hardware. Bisher müsse für jede Aufgabe ein benutzerdefinierter Roboter gebaut werden – zum Beispiel der Roboter, der den Zauberwürfel am schnellsten lösen kann. Im Gegensatz dazu verwendet OpenAI als Hardware eine menschenähnliche Hand, die nicht für diesen Zweck neu entwickelt wurde und deren Technologie bereits 15 Jahre alt ist.

Perfekt ist die OpenAI-Roboterhand allerdings nicht, denn sie löst den Zauberwürfel in 60 % bzw. in der maximal schwierigsten Ausgangssituation in 20 % der Fälle. OpenAI relativiert das damit, dass das einhändige Lösen schließlich auch für Menschen keine leichte Aufgabe sei.

Weitere Informationen gibt es im OpenAI-Blogeintrag sowie im Forschungsbericht.

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