CIMON – ein Cyberkollege für Alexander Gerst auf der ISS




CIMON - ein Cyberkollege für Alexander Gerst auf der ISSEin neuer „Cyberkollege“ ist auf dem Weg zum deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst: Der Technologie-Demonstrator CIMON und sechs weitere vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemanagte Experimente für die horizons-Mission sind am Freitag, 29. Juni 2018 um 11.42 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (5.42 Uhr Ortszeit) an Bord einer US-amerikanischen Dragon-Kapsel mit einer Falcon-9-Trägerrakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida zur Internationalen Raumstation ISS gestartet. Neben dem Astronauten-Assistenzsystem sollen ein neues Erdbeobachtungsinstrument, Experimente zur Zell- und Materialforschung sowie zwei Studentenexperimente am 2. Juli die ISS erreichen. CIMON – ein Cyberkollege für Alexander Gerst auf der ISS.

Alexander Gerst und die restliche Crew auf der ISS bekommen einen neuen Kollegen: CIMON ist ein innovatives Assistenzsystem für Astronauten, eine Technologie-Demonstration, die mit einer Künstlichen Intelligenz (KI) ausgestattet ist und autonom agieren soll. CIMON ist darauf ausgelegt, mit seinen Kameras, Sensoren, Mikrofonen und Prozessoren nicht nur zu „sehen“, zu „hören“, zu „verstehen“ und zu „sprechen“, sondern auch vielfältige Informationen sowie Experiment- und Reparaturanleitungen darzustellen und zu erklären. Auch für einfache Routinearbeiten wie das Dokumentieren von Experimenten oder die Suche nach Objekten ist CIMON vorgesehen.

CIMON - ein Cyberkollege für Alexander Gerst auf der ISS
Alexander Gerst neuer Kollege – CIMON. © DLR

Der Assistent ist sprachgesteuert, der Astronaut kann also mit seinen Händen Arbeiten verrichten, während er auf die Dienste des „Cyberkollegen“ zugreift. Für Beweglichkeit in alle Richtungen sorgen zwölf interne Ventilatoren, CIMON kann so frei fliegen und Rotationsbewegungen wie etwa Nicken oder Kopfschütteln ausführen. Auf der horizons-Mission wird das System erstmalig eingesetzt und getestet. Langfristig sollen CIMON und seine Nachfolger aber nicht nur Astronauten im Weltraum zur Hand gehen, sondern auch in den Bereichen Medizin und Pflege, Bildung und Mensch-Maschine-Interaktion eingesetzt werden können. CIMON wurde im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements in Bonn mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) an Airbus vergeben und für den Einsatz im europäischen Columbus-Modul auf der ISS entwickelt. Kernstück der KI für das Sprachverständnis von CIMON ist das System Watson von IBM.

CIMON – ein Cyberkollege für Alexander Gerst auf der ISS

CIMON kann sehen, hören, verstehen, sprechen – und fliegen. Er ist rund, hat einen Durchmesser von 32 Zentimetern und wiegt fünf Kilogramm. Sein robotisches Vorbild war in den 1980er Jahren in der Zeichentrickserie „Captain Future“ Professor Simon Wright, das „fliegende Gehirn“ mit Sensoren, Kameras und einem Sprachprozessor. Fast 40 Jahre später könnte jetzt mit CIMON (Crew Interactive MObile companioN), einem astronautischen Flugbegleiter und Assistenzsystem, aus Science Fiction tatsächlich „Science Fact“ werden.

Entwicklung und Bau des interaktiven Astronauten-Assistenten wurden vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) in Auftrag gegeben und von Airbus in Friedrichshafen und Bremen umgesetzt. 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 Dr. Christian Karrasch, CIMON-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement in Bonn, zusammen. „Dieses Experiment haben wir in sehr kurzer Zeit realisiert und es 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 mit CIMON an der Schwelle des technologisch Machbaren.“

CIMON ist ausbaufähig

CIMON 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 kann 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. 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“, verdeutlicht Till Eisenberg, CIMON-Projektleiter bei Airbus. 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. Biniok: „Diese Fähigkeiten können im Kontext ihres jeweiligen Einsatzes individuell trainiert und vertieft werden. Die Künstliche Intelligenz nutzt dabei insbesondere auch künstliche neuronale Netze.“

Die Original-Pressemitteilung finden Sie auf der Homepage des DLR.

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