Soziale Roboter: Wie Maschinen lernen, mit Menschen zu interagieren

Fraunhofer IAO entwickelt im Projekt NIKA Roboterverhalten für soziale Interaktion

 

Fraunhofer IAO entwickelt im Projekt NIKA Roboterverhalten für soziale Interaktion

Wie kann man Roboter so programmieren, dass sie im Dialog mit Menschen leicht verstanden und als angenehmes Gegenüber wahrgenommen werden? Auf Basis dieser Frage hat das Forschungsteam User Experience des Fraunhofer IAO ein Standardrepertoire von über 40 Verhaltensweisen für Sozialroboter definiert und für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Darüber hinaus haben die Forschenden eine Online-Demo entwickelt, bei der Roboter sich je nach persönlichen Präferenzen seinem Gegenüber anpasst.

Roboter werden zukünftig verstärkt nicht nur in Fabrikhallen, sondern auch im Alltag als Kompagnon des Menschen zu finden sein. Die Forschung testet dafür verschiedene Einsatzbereiche: Der Roboter als Concierge im Hotel, Berater im Elektrofachhandel oder als COVID-19-Hygeniebeauftragter im Supermarkt. Auch zu Hause haben viele Menschen schon Reinigungs- oder Mähroboter im Einsatz, manch einer ist auch als Haustier oder persönlicher Assistent schon kommerziell erhältlich. Dabei sind die Zielgruppen, die mit diesen Service-Robotern in Kontakt kommen, hinsichtlich Alter, Technikversiertheit und kulturellem Hintergrund sehr divers. Im Projekt NIKA (Nutzerzentrierte Interaktionsgestaltung für kontextsensitive und akzeptable Roboter) erforschen Wissenschaftler*innen des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO neue Möglichkeiten, die Mensch-Roboter-Interaktion zu verbessern und für verschiedene Nutzer*innen positiv zu gestalten.

Positive Nutzungserlebnisse durch personalisierte Interaktion

Wie genau das funktioniert, zeigt eine neue Online-Demo des Fraunhofer IAO. Hier kann man ausprobieren, wie ein Roboter, basierend auf ein paar persönlichen Angaben, ein Profil seines Gegenübers erstellt und sein Verhalten an dessen individuelle Präferenzen anpasst. Als Beispielanwendung dient hierbei ein Quizspiel, bei dem der Roboter seinem Gesprächspartner oder seiner Gesprächspartnerin Wissensfragen stellt. Dem interessierten Fachpublikum wurde die Demo bereits Anfang September bei der erstmals virtuellen Mensch und Computer Konferenz vorgestellt.

Die COVID-Pandemie hat dem Forschungsfeld der Mensch-Roboter-Interaktion auch methodisch neue Impulse gegeben. Wie kann man die Interaktion mit einem Roboter erlebbar machen, wenn dieser nicht körperlich präsent vor einem steht? Das Forschungsteam des Fraunhofer IAO hat für die Online-Demo einen neuen Ansatz gewählt, um die personalisierte Mensch-Roboter-Interaktion erlebbar zu machen: Auf der Webseite ist nicht nur der Roboter in Aktion zu sehen, die Besucher*innen können auch eigene Eingaben machen und sehen, wie der Roboter darauf reagiert. Dank dieser neuen Darstellungsform können Robotik-Demos und Tests zukünftig von überall auf der Welt über ein paar Mausklicks stattfinden.

Ein Standardrepertoire für verständliche und angenehmen Mensch-Roboter-Interaktion

Die einzelnen Verhaltensweisen des Quiz-Roboters finden sich im sogenannten Pattern-Wiki wieder, einer weiteren Entwicklung aus dem NIKA-Projekt. Es gibt in Form von wiederverwendbaren Verhaltensmustern fundierte Anregungen dafür, wie Roboter non-verbale Kommunikationsmodalitäten sinnvoll nutzen können, um bestimmte Botschaften an ihr menschliches Gegenüber zu kommunizieren. Das Pattern-Wiki stellt eine Sammlung dieser entwickelten Verhaltensweisen bereit und macht sie der Öffentlichkeit als Bibliothek zugänglich. Hier können Interaktionsgestalter, Hardware- und Softwarenentwickler Inspiration für eine verständliche und angenehme Interaktionsgestaltung für ihren Roboter finden. Ausgangspunkt ist dabei immer die Frage: Was soll der Roboter in der jeweiligen Situation ausdrücken?

Das Pattern-Wiki enthält aktuell über 40 konkrete Gestaltungsempfehlungen für sechs Kategorien von Roboterverhalten: »Eine Unterhaltung führen«, »den internen Roboterzustand kommunizieren«, »Feedback geben«, »Hintergrundaktivität kommunizieren«, »Emotionen ausdrücken« und »ein Spiel spielen«. Mit Hilfe der Filterfunktion lässt sich die komplette Bibliothek effizient durchsuchen. Ein Pattern beschreibt jeweils, welche Robotermodalitäten sinnvoll genutzt werden können, wie sie genau gestaltet werden sollten und in welchen Situationen das Verhalten zum Einsatz kommen kann. Darüber hinaus finden sich dort Informationen über die wissenschaftlichen Grundlagen der beschriebenen Inhalte und Verweise auf weitere, verwandte Patterns. Durch die Ergänzung zusätzlicher Verhaltensmuster für weitere Anwendungsgebiete soll langfristig eine standardisierte und allgemein verständliche »Interaktionssprache« für Sozialroboter etabliert werden.