Im von der Carl-Zeiss-Stiftung geförderten Projekt JuBot werden humanoide Assistenzroboter und anziehbare Exoskelette entwickelt, die personalisierte, lernende Assistenz für die Alltagsbewältigung von Senioren bieten. Zentrale Fragen der Assistenzrobotik werden mit einem menschzentrierten Ansatz adressiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Unterstützung im Haushalt durch humanoide Assistenzroboter sowie personalisiertem Training zur Erhöhung der persönlichene Mobilität und Verstärkung motorischer Fähigkeiten mit anziehbaren Exoskeletten. Die Roboter werden hinsichtlich einer vielseitigen und personalisierbaren Anwendung entwickelt und in realen Alltagsumgebungen erprobt.

Das Projekt gliedert sich in vier Forschungsbereiche mit den Schwerpunkten Mechano-Informatik assistiver Robotertechnologien, personalisierte und kontextsensitive Assistenz, motorisches und kognitives Training sowie das zukünftige Leben mit Assistenzrobotern.

Mechano-Informatik assistiver Robotertechnologien

Die mechano-informatische Entwicklung von humanoiden Assistenzrobotern und Exoskeletten bündelt Kompetenzen des Teams aus Robotik, Mechatronik, Informatik und künstlicher Intelligenz. Im Vordergrund steht die pyhsikalische Realsiierung der JuBot-Robotern mit deren funktionalen kognitiven Archichekturen unter Berüksichtigung von Privatheit, IT-Sicherheit und Software-Hardware Co-Design von ressourceneffizienten eingebtteten Systemen für die Robotik. Zusätzliche werden Konzepte der Softrobotik für die Realisierung von Roboterkomponenten erforscht.

Personalisierte und kontextsensitive Assistenz

Um menschzentrierte Assistenzroboter zu realisieren, müssen diese Roboter über ausreichende Fähigkeiten der Wahrnehmung der Nutzer, ihrer Identitäten, Handlungen und Absichten, sowie des Umfelds, und über die Möglichkeit der sprachlichen und multimodalen Kommunikation mit den Nutzern verfügen. Außerdem müssen Assistenzroboter über personalisierte, kontextsensitive Assistenzfunktionen wie das Holen, Übergeben und Manipulieren von alltäglichen Objekten verfügen. Die Assistenz- und Inteaktionsfähigkeiten müssen durch durch inkrementelles Lernen verbessert und ausgeweitet werden, in ausreichender Robustheit unter realen Bedingungen funktionieren und auf die individuellen Eigenschaften dieser Nutzer angepasst werden.

Kognitives und motorisches Training

Dieser Forschungsbereich fokussiert sich auf Unterstützung und Training der motorischen und kognitiven Fähigkeit älterer Menschen in den im Alter relecvanten motorischen Bereichen Kraft und Gleichgewicht mit assistiven Exoskeletten. Hierzu werden Methoden zur Entwicklung von mechanisch anpassbaren  und steuerungstechnisch personalisierbaren Exoskeltten an den individuellen Nutzer entwickelt. Zur Analyse der aktuellen Leistungsfähigkeit werden robotergestützte Diagnoseverfahren entwickelt.  Weiterhin stehen Fragestellungen der Realisierung intuitative, nicht-invasiver Schnittstellen zum menschlichen Körper im Vordergrund. 

Zukünftiges Leben mit Assistenzrobotern

Die in JuBot entwickelten Assistenzroboter sollen von Beginn an in realitätsnahen Umgebungen evaluiert werden. Dazu werden Mensch-Roboter-Apartments am Karlsruher Institut für Technologie und in Kooperation mit der Heimstiftung Karlsruhe in einem Seniorenzentrum eingerichtet. Die Meinungen und Bedürfnisse der Nutzer sollen so von Beginn an in den Entwicklungsprozess integriert werden, um menschzentrierte, bedarfsgerechte robotische Assistenzsysteme zu entwickeln. Parallel werden die Anforderungen zukünftiger Wohnräume für Menschen mit robotischer Assistenz untersucht, um diese bereits in der Gebäudeplanung zu berücksichtigen.