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Fliegendes Helferlein: »Cimon« auf dem Weg zur ISS

Am Freitag hob der Raumfrachter »Dragon« ab. Insgesamt transportiert er 2700 Kilogramm Verpflegung und Material für wissenschaftliche Experimente zur ISS. Mit dabei ist auch eine ganz besondere Fracht: »Cimon«. Der kleine Roboter soll Alexander Gerst helfen.

Fotomontage von Cimon auf der ISS Bildquelle: © DLR

Fotomontage von Cimon auf der ISS

Cimon ist etwa so groß wie ein Medizinball, zeigt oft ein freundliches Gesicht auf seinem Display und soll den Astronauten Alexander Gerst unterstützen. Er kann sehen, hören, verstehen, sprechen - und fliegen. Er ist rund, hat einen Durchmesser von 32 Zentimetern und wiegt fünf Kilogramm. Auch Gersts Lieblingsmusik hat er parat. Das robotische Vorbild stammt laut DLR aus der Zeichentrickserie »Captain Future« in den 1980er Jahren. Darin lebte das Gehirn von Professor Simon Wright getrennt vom Körper aber recht mobil in einem Spezialbehälter.

Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut. Ein rund 50-köpfiges Projektteam von DLR, Airbus, IBM und der LMU arbeitet seit August 2016 an der Realisierung von Cimon. »Cimon ist in dieser Form weltweit einzigartig», fasst DLR-Projektleiter Dr. Christian Karrasch zusammen. Das Experiment soll zeigen, inwieweit es möglich ist, die Astronauten im europäischen Columbus-Modul der ISS bei ihren Arbeiten zu unterstützen und sie vor allem bei Routineaufgaben zu entlasten. Im Idealfall könnten die Astronauten dadurch ihre Zeit noch besser und effektiver nutzen. »Wir betreten hier Neuland und bewegen uns  an der Schwelle des technologisch Machbaren«, so Karrasch weiter.

Schwerelos im Parabelflug

Nach einem Funktionstest soll der deutsche Astronaut dreimal mit seinem künstlichen Crew-Kollegen arbeiten. -Auf der Agenda stehen Versuche mit Kristallen, mit dem Rubik-Zauberwürfel und ein medizinisches Experiment, bei dem Cimon als fliegende Kamera genutzt wird.

Der künstliche Assistent ermöglicht es dem Astronauten, beide Hände frei zu haben, er muss zum Beispiel keinen Computer manuell bedienen. Durch den vollständig sprachgesteuerten Zugriff auf Dokumente und Medien könne der Astronaut bequem durch Bedienungs-, Reparaturanleitungen und Prozeduren für Experimente und Anlagen navigieren. Cimon dient somit als komplexe Datenbank mit allen notwendigen Informationen für Arbeiten auf der ISS und kann zeitgleich als mobile Kamera für Dokumentationszwecke genutzt werden.

Dabei verfügt der intelligente künstliche Assistent bei seiner Premiere im All noch nicht über alle denkbaren und von seinen Entwicklern angedachten Fähigkeiten: »Mittelfristig wollen wir uns auch Gruppen-Effekten widmen, die sich bei kleinen Teams über lange Zeit hinweg entwickeln und bei Langzeitmissionen zu Mond und Mars auftreten können», sagt Till Eisenberg, Projektleiter bei Airbus. Denn die soziale Interaktion zwischen Mensch und Maschine, zwischen Astronaut und mit emotionaler Intelligenz ausgestattetem Flugbegleiter, könnte eine wichtige Rolle für den Erfolg dieser Missionen spielen. Zudem interessieren die Ingenieure auch die Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data) und ihre systematische Verarbeitung (Data Mining).

»Wir wollen mit dem Projekt CIMON die aktuellen Möglichkeiten von künstlicher Intelligenz in einem komplexen Umfeld wie der Internationalen Raumstation untersuchen, um die Menschen in solchen Umgebungen bestmöglich zu unterstützen«, erläutert Matthias Biniok, Projektleiter bei IBM, das Interesse an dem Projekt. So nutze Cimon die Watson KI für Text-, Sprach- und Bildverarbeitung, für das Auffinden spezifischer Informationen und Erkenntnisse, wie etwa Informationen zum Ablauf von Experimenten sowie die Interpretation von Stimmungen und Gefühlen. »Diese Fähigkeiten können im Kontext ihres jeweiligen Einsatzes individuell trainiert und vertieft werden.« Die Künstliche Intelligenz nutzt dabei insbesondere auch künstliche neuronale Netze.

Wissenschaftlicher Hintergrund

Cimon hat auch einen wissenschaftlichen Hintergrund: Berater sind Dr. Judith-Irina Buchheim und Prof. Dr. Alexander Choukèr von der Klinik für Anästhesiologie am Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte beschäftigen sich Buchheim und Choukèr mit den Auswirkungen von Stress auf das Immunsystem des Menschen. »Dabei untersuchen wir nicht nur Patienten auf Intensivstationen, sondern auch Menschen, die durch ihr Umfeld einer außergewöhnlichen Stress- und Arbeitsbelastung ausgesetzt sind wie beispielsweise Polarforscher in der Antarktis oder Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS«, berichtet Judith Buchheim und ergänzt: »Unsere Studien zeigen, dass ein Aufenthalt in Schwerelosigkeit die Funktion des Immunsystems der Astronauten signifikant beeinträchtigen kann. Stress ist dabei ein wesentlicher Einflussfaktor.« So würden anstrengende Aufgaben, die man mit einem Kollegen erledigt, bei guter Zusammenarbeit meist als weniger anstrengend empfunden.

Fieberthermometer für Pflanzen

Der Raumfrachter hat auch das Messgerät »Ecostress« an Bord, mit dem die Nasa von der ISS aus den Zustand von Pflanzen auf der Erde ermitteln will. Das System soll nach Nasa-Angaben die bislang genauesten Temperaturbilder der Erdoberfläche liefern. Die Auflösung sei so hoch, dass ein einzelnes landwirtschaftliches Feld erfasst werden könne. In den kommenden Monaten soll Ecostress Daten von verschiedensten Gegenden der Erde sammeln und zeigen, welche Temperatur bestimmte bewachsene Gebiete haben - und wie sich diese ändert. Die Forscher wollen unter anderem verstehen, wie Wasserknappheit die Pflanzen beeinflusst. (dpa/me)