Das Centre for Artificial Intelligence (CAI) der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) bildet die Talente von Morgen aus und erforscht neuartige KI-Technologie. Als weitere Kernaufgabe informiert das CAI die Öffentlichkeit über die Möglichkeiten und Limitierungen von KI-Systemen. Dazu besitzt das CAI einen Unitree A1 Quadruped Roboter (einen “Roboterhund”), welcher hauptsächlich durch studentische Arbeiten weiterentwickelt wird.

Erkennen von Gesten

Während dem Herbstsemester 2022 «trainierten» die Informatik-Studenten Tenzin Langdun und Martin Oswald den Roboterhund und brachten ihm das Erkennen von Gesten bei. Mittels eingebauter Kamera werden simple Handzeichen erkannt und darauf entsprechende Aktionen ausgeführt. «Die Erkennung dieser Gesten funktioniert zuverlässig. Mit der dazugehörigen Visualisierung wird ein Einblick in die Funktionalität von KI-Algorithmen ermöglicht. Das ist mit ein Grund, warum der Roboterhund eine Attraktion an diversen Events ist.», erklärt Pascal Sager vom CAI. Während ihrer Arbeit erkannten Martin und Tenzin Lücken im entwickelten System. Diese konnten dank der Studenten nun ausgemerzt werden.

Sicherer Spaziergang

Kürzlich wechselte der Roboterhund Besitzer. Die zwei Studenten Juri Pfammatter und Daniel Schweizer erweiterten den Roboterhund um ein LIDAR-System. Dieses System kann mittels Licht-Abstandsmessung eine 3D Punktewolke der Umgebung erstellen. Dadurch erhält der Roboterhund Umgebungsinformationen, welche zur Erkennung von Hindernissen und zum sicheren Ausweichen oder Bewegungsstop genutzt werden. Damit dieses Sicherheitssystem ununterbrochen aktiv ist, strukturierten die Studenten die bestehenden Applikationen in sogenannte ROS-Module um. ROS steht für «Robot Operating System» und erlaubt die parallele Ausführung von Softwarekomponenten. Die Umstrukturierung verbessert die Demo, da Prozesse bei Bedarf unterbrochen werden können.  Statt einen vordefinierten Programmablauf auszuführen, reagiert der Roboterhund neu adaptiv auf die Umgebung.

Ausblick und Events

Bis zum Abschluss ihrer Bachelorarbeit planen Juri und Daniel die Zuverlässigkeit des Systems weiter zu erhöhen, indem sie einen SLAM-Algorithmus implementieren. SLAM Algorithmen erlauben dem Roboterhund eine Karte seiner Umgebung zu erstellen und seine räumliche Lage innerhalb dieser Karte zu schätzen.

Der Roboterhund wird in den kommenden Monaten an folgenden Events die Integration von AI in Robotiksysteme demonstrieren:

• 17. Mai 2023: Jahreskongress der Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften (SATW)
• 3. Juni 2023: Tag der offenen Türe an der Mechatronik Schule Winterthur (MSW)
• 6. Juni 2023: Digital Day bei Roche Diagnostics
• 7. Juli 2023: Nacht der Technik an der ZHAW

Falls auch Sie den Roboterhund an ihrem Event nutzen wollen können Sie gerne Kontakt mit Pascal Sager, Verantwortlicher GPU-Infrastruktur und AI-Demos am CAI, via Mail an sage@zhaw.ch aufnehmen.