Robotics Institute Germany bündelt Spitzenforschung

Spitzenstandorte der Robotik in Deutschland haben sich zu einem Konsortium zusammengeschlossen, um das neue Robotics Institute Germany (RIG) aufzubauen. Es soll künftig die zentrale Anlaufstelle für Robotik in Deutschland werden. Auf der Konferenz „KI-basierte Robotik 2024“ in Berlin stellten Prof. Angela Schoellig von der TUM als Konsortialkoordinatorin und RIG-Sprecher Prof. Tamim Asfour vom Karlsruhe Institute of Technology (KIT) das Konzept zur KI-basierten Robotik vor. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die kommenden vier Jahre mit 20 Millionen Euro geförderte Projekt startet am 1. Juli 2024. Die Universität Bonn ist maßgeblich beteiligt.

Die Technische Universität München (TUM) führt das Konsortium des Robotics Institute Germany (RIG) an, dem zehn Universitäten und vier außeruniversitäre Forschungseinrichtungen angehören. „Es freut mich, dass wir es gemeinsam geschafft haben, ein Robotik-Netzwerk mit so starken Partnern aus Universitäten und außeruniversitären Einrichtungen für dieses zukunftsweisende Konzept zur KI-basierten Robotik aufzubauen“, sagt RIG-Koordinatorin Prof. Angela Schoellig von der TUM. Die Stärkung der internationalen Sichtbarkeit der Robotik in Deutschland, gezielte Talentförderung und der Transfer von Forschungsergebnissen gehören zu den strategischen Zielen des Vorhabens.

“Die Universität Bonn ist aufgrund ihrer herausragenden wissenschaftlichen Kompetenzen ein wichtiger Verbundpartner im Robotics Institute Germany”, sagt Prof. Dr. Sven Behnke, der das Bonner Teilvorhaben des RIG koordiniert. “Hier besteht eine lange Forschungstradition an mobilen Robotern, die selbstständig aus Sensordaten Umgebungsmodelle erstellen, autonom navigieren, Objekte handhaben und mit Menschen interagieren.” Die fünf am RIG beteiligten Bonner Robotik-Gruppen kooperieren bereits eng im Center for Robotics.

Die Universität Bonn leitet im RIG das Arbeitspaket Benchmarking und Challenges, in dem es um die Evaluation von Robotik-Systemen geht. Sie wird hier Benchmarks für die Umgebungswahrnehmung entwickeln und sich an Wettbewerben für humanoide Fußballroboter und Haushaltsroboter beteiligen. Im Bereich Wissenschaft und Technik der KI-basierten Robotik möchten die Bonner Forschenden einen Wissenschafts-Cluster zur semantischen 3D-Umgebungsmodellierung und einen Anwendungs-Cluster zum Thema Agrar-Robotik ausarbeiten. Im Bereich Infrastruktur für KI-basierte Robotik sollen ein Agar-Robotik-Lab und ein quelloffener humanoiden Fußballroboter entwickelt werden. Im Bereich Talententwicklung werden die Lehrenden der Universität Bonn zum Wintersemester 2025/26 einen neuen Master-Studiengang “Mobile Robotics” anbieten und sich am RIG-Doktorandenprogramm für die Ausbildung hochqualifizierter Expertinnen und Experten beteiligen.

Die Ausgangsbedingungen sind gut: Robotikerinnen und Robotiker in Deutschland gehören zur internationalen Spitze in der KI-basierten Robotik und haben wesentliche Beiträge geleistet. „Jedoch fehlt in Deutschland bisher ein strategischer Ansatz, der das vorhandene Potenzial bündelt und synergetisch nutzt, um die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands langfristig zu sichern und Exzellenz sowie wirtschaftliches Wachstum zu fördern”, erläutert RIG-Sprecher Prof. Tamim Asfour vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). “Wir werden das RIG als national anerkanntes und international einzigartiges Institut etablieren, das Spitzenforschung, Bildung und Innovation in der KI-basierten Robotik gestaltet und auf die Bedürfnisse Deutschlands ausrichtet.“

Dazu erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger: „Deutschland ist sowohl in der KI- als auch der Robotikforschung bereits sehr gut aufgestellt. Der Moment für KI-basierte Robotik ist deshalb genau jetzt. Hierfür bauen wir unser neues ‚Robotics Institute Germany‘ (RIG) aus und bringen so die besten Talente zusammen. Dabei entsteht ein dezentraler Verbund von Standorten der Spitzenforschung. Auf diese Weise schaffen wir die Voraussetzung, das riesige Potenzial der KI in robotische Systeme zu integrieren.“

Beteiligte Institutionen:

Am RIG beteiligt sind neben der TUM das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Universität Bonn, die TU Berlin, die TU Darmstadt, die Universität Bremen, die Universität Stuttgart, die RWTH Aachen, die TU Dresden, die TU Nürnberg, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, die Fraunhofer-Institute IPA, IOSB und IML sowie das Deutsche Zentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI). Assoziiert sind die Universitäten Augsburg, Bayreuth, Bielefeld, TU Braunschweig, TU Chemnitz, Erlangen-Nürnberg, Freiburg, Hamburg, Hannover, Heidelberg, TU Ilmenau, Kaiserslautern-Landau, Lübeck, LMU München, Tübingen, Baiosphere, Cyber Valley GmbH, Hessisches Zentrum für Künstliche Intelligenz und Deutsches Rettungsrobotik-Zentrum e.V.

Die fünf beteiligten Arbeitsgruppen an der Universität Bonn:

Insgesamt fließen bis 2028 mehr als 1,4 Millionen Euro Fördermittel des BMBF an die Universität Bonn. Fünf Bonner Arbeitsgruppen aus der Informatik und den Ingenieurwissenschaften werden zum Robotics Institute Germany (RIG) beitragen:

Autonome Intelligente Systeme (Prof. Dr. Sven Behnke): Forschende aus der Kognitiven Robotik, Computer Vision und Maschinellem Lernen haben umfangreiche Erfahrung bei der Entwicklung komplexer Robotersysteme für unterschiedliche Anwendungen. Das Roboter-Wettbewerbsteam NimbRo der Universität Bonn hat bereits zahlreiche internationale Wettbewerbe und Challenges gewonnen (RoboCup Humanoid Soccer, RoboCup@Home, MBZIRC 2017, ANA Avatar XPRIZE).

Photogrammetrie und Robotik (Prof. Dr. Cyrill Stachniss): An der Schnittstelle von Robotik, Photogrammetrie und Computer Vision untersucht das interdisziplinäre Team aus Ingenieuren, Geodäten und Naturwissenschaftlern lernende Techniken, die die Leistungen mobiler Roboter und autonomer Fahrzeuge steigern. Hauptanwendungsgebiete sind Roboter in der Landwirtschaft, autonome Fahrzeuge und Servicerobotik.

Humanoide Roboter (Prof. Dr. Maren Bennewitz): Die Arbeitsgruppe erforscht innovative Wege zur Integration von Robotern in menschlichen Umgebungen. Dazu kombinieren die Forschenden Methoden der Künstlichen Intelligenz und der Robotik für aktive Wahrnehmung, Navigation, Manipulation und Mensch-Roboter-Interaktion. Anwendungen sind personalisierte Roboterservices, nachhaltige Landwirtschaft und Erhalt des Kulturerbes.

Landwirtschaftsrobotik (Prof. Dr. Chris McCool): Das Team forscht in den Gebieten Robotik und Computer Vision, um es Robotern und autonomen Systemen zu ermöglichen, in schwierigen Umgebungen – insbesondere der Landwirtschaft – zu arbeiten. Zu den Methoden gehören skalierbare lernbasierte Ansätze, domänenübergreifendes Arbeiten und die Nutzung umfangreicher räumlich-zeitlicher Informationen für die visuelle Wahrnehmung.

Geodäsie (Prof. Dr.-Ing. Heiner Kuhlmann): Die Forschenden entwickeln die Ingenieurgeodäsie insbesondere mit dem terrestrischen Laserscanning (TLS) und mobilen Kartierungssystemen (MMS) weiter. Im Bereich der TLS geht es um die Verbesserung von Sensoren und Algorithmen. Bei den MMS fokussiert die Forschung auf die Qualität abgeleiteter Punktwolken, die Systemkalibrierung und die Integration in übergeordnete Koordinatensysteme.