Am 21. Oktober 2026 findet am Institute for Robotics and Intelligent Machines This ein Vortrag der IRIM Fall 2026-Seminarreihe statt, der sich auf eine zentrale Herausforderung der Robotik konzentriert: die Erreichung einer flüssigen physischen Interaktion zwischen Menschen und Maschinen. Die Referentin ist Nadia Figueroa von der University of Pennsylvania, die einen neuen Ansatz vorstellen wird, der auf dynamischen Systemen basiert und es Robotern ermöglicht, sicher, adaptiv und in Echtzeit zu agieren - auch bei Unsicherheit.
Flüssigkeit als neuer Standard in der Mensch-Roboter-Interaktion
Die Veranstaltung der IRIM Fall 2026-Reihe findet am 21. Oktober 2026 im Klaus 1116 E&W Institute for Robotics and Intelligent Machines This statt und konzentriert sich auf eines der ehrgeizigsten Ziele der modernen Robotik: die Erreichung einer flüssigen physischen Interaktion. Es geht darum, dass ein Roboter nicht nur Aufgaben ausführt, sondern auch auf menschliche Bewegungen, Kräfte und Absichten auf natürliche Weise reagiert - so wie ein Mensch es tun würde. Die Referentin ist Nadia Figueroa, Assistenzprofessorin an der University of Pennsylvania, die seit Jahren die Integration von maschinellem Lernen, Steuerung und Schätzung im Kontext einer sicheren Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern erforscht.
Anstatt Roboter als statische Systeme zu betrachten, die Daten verarbeiten, basiert der neue Ansatz auf der Modellierung ihres Verhaltens als dynamische Systeme - bei denen Bewegung, Kraft und Absicht ständig aufeinander abgestimmt werden. Dies ermöglicht die Entwicklung von Bewegungsrichtlinien, die nicht nur sicher, sondern auch flexibel und vorhersagbar sind, selbst unter unsicheren Bedingungen. Studien zeigen, dass dieser Ansatz es Robotern ermöglicht, komplexe Verhaltensweisen auf der Grundlage minimaler Demonstrationen zu verallgemeinern - was bedeutet, dass sie nicht für jede Aufgabe einzeln trainiert werden müssen.
Dynamische Systeme als Grundlage für eine sichere Zusammenarbeit
Der Schlüssel zu einer reibungslosen Interaktion ist die Anwendung der Perspektive dynamischer Systeme. Nadia Figueroa präsentierte, wie die Gestaltung des Roboterverhaltens durch stabile Vektorfelder, Vertrauensmanifolden und adaptive Dynamikmodelle die Generierung von Bewegungsrichtlinien ermöglicht, die reaktiv, sicher und konsistent sind. Dies ist nicht nur Theorie - Studien zeigen, dass dieser Ansatz es Robotern ermöglicht, Hindernisse in Echtzeit zu vermeiden, sich an Veränderungen in der Umgebung anzupassen und während der physischen Zusammenarbeit über einen längeren Zeitraum Sicherheit aufrechtzuerhalten.
Es ist auch wichtig, dass dieser Ansatz formale Sicherheitsgarantien ermöglicht - was in menschlichen Umgebungen von entscheidender Bedeutung ist. Ein Roboter darf nicht nur „angenehm zu bedienen“ sein, er muss vorhersehbar und sicher sein, selbst in ungewöhnlichen Situationen. Die Integration von Steuerungstheorie, maschinellem Lernen und Wahrnehmung ermöglicht den Aufbau einer Robotik-Intelligenz, die nicht nur reagiert, sondern auch den physischen Kontext „versteht“ - wie ein Mensch. Dies stellt einen Durchbruch hin zu echter Zusammenarbeit und nicht nur zur Automatisierung dar.
Von der Simulation zum realen Einsatz: Die Zukunft der menschenzentrierten Robotik.
Vergrößertes Bild.Vergrößerung schließen.Vorheriges Bild.Im Rahmen der Forschung von Nadia Figueroa wird auch an der Verbindung der Prinzipien dynamischer Systeme mit visuell-motorischem Lernen gearbeitet, das auf Daten aus Simulationen basiert. Ziel ist es, ein stabiles, konsistentes und kraftsensitives Verhalten von Robotern zu erreichen - selbst ohne direkte Interaktion mit Menschen während des Lernens. Das bedeutet, dass ein Roboter in einer Simulation „lernen“ kann, wie er sich einer Aufgabe nähert, und dies dann auf die Realität übertragen kann, wobei Sicherheit und Reibungslosigkeit erhalten bleiben. Studien zeigen, dass dieser Ansatz zu einem schnelleren und effizienteren Lernen komplexer Aufgaben führt.
Ein wichtiger Aspekt ist auch, dass der Roboter nicht „perfekt“ sein muss - er kann etwas unsicher oder ungenau sein, aber sein Verhalten bleibt sicher und konsistent. Dies verändert die Denkweise über Roboter: nicht als perfekte Maschinen, sondern als Partner, die lernen, sich anpassen und auf natürliche Weise zusammenarbeiten können. Dieser Ansatz hat das Potenzial, Sektoren zu verändern, in denen die physische Interaktion mit Menschen von entscheidender Bedeutung ist - von der Rehabilitation bis zur Logistik.
Bedeutung und Einschränkungen: Was bedeutet dies wirklich für die Zukunft?
Die IRIM Fall 2026-Veranstaltung ist nicht nur eine Präsentation von Forschungsergebnissen, sondern auch ein Signal dafür, dass sich die Robotik einem neuen Stadium nähert. Anstatt sich ausschließlich auf Präzision und Geschwindigkeit zu konzentrieren, wird zunehmend Wert auf Reibungslosigkeit, Sicherheit und Anpassungsfähigkeit gelegt. Dies hat Auswirkungen auf viele Bereiche: von der Unterstützung älterer Menschen zu Hause über Assistenzroboter in Fabriken bis hin zu therapeutischen Interaktionen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dies noch keine Massenimplementierung ist - die Forschung befindet sich im experimentellen und demonstrativen Stadium.
Der Ansatz, der auf dynamischen Systemen basiert, hat das Potenzial, den Ansatz für das Robotikdesign zu verändern, aber seine Wirksamkeit hängt von der Qualität der Modelle, Daten und Umweltbedingungen ab. Eine vollständige Übereinstimmung mit den Erwartungen des Menschen oder ein unvorhersehbares Verhalten in ungewöhnlichen Situationen können weiterhin eine Herausforderung darstellen. Daher ist es entscheidend, die formalen Sicherheitsgarantien weiter zu erforschen, zu testen und auszubauen - was Nadia Figueroa gerade fördert.