Zwei KI-gesteuerte Roboter spielten im Weltraum Verstecken – die allererste
direkte Zusammenarbeit zwischen Astronauten-Assistenzsystemen
verschiedener Raumfahrtbehörden
JAXA, DLR, Airbus und SEC ermöglichten die Multi-Roboter-Kooperation
gemeinsam mit der Unterstützung von IBM
Experiment ebnet den Weg für eine durch Robotik und KI verbesserte
bemannte Raumfahrt
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die
Japanische Organisation für Luft- und Raumfahrt (JAXA) haben heute einen
Meilenstein in der Robotik an Bord der Internationalen Raumstation (ISS)
bekanntgegeben, der den Weg für fortschrittlichere Mensch-Roboter-Teams im All
ebnet.
Bei der am 29. Juli abgeschlossenen ICHIBAN-Mission (japanisch für „Der Erste“)
kommunizierten und kooperierten erstmals zwei separat entwickelte Astronauten-
Assistenzroboter über zwei verschiedene IT-Netzwerke miteinander.
Die Zusammenarbeit zwischen den beiden unterschiedlichen freifliegenden
Robotersystemen eröffnet den Raumfahrtagenturen neue Möglichkeiten, die Arbeit
der Astronauten durch Robotik und KI zu ergänzen und zu verbessern. So können
die Agenturen und Systeme jetzt zusammenarbeiten, um ISS-Experimente zu
beschleunigen, die ISS auf Mängel zu untersuchen und die Sicherheit der
Astronauten zu verbessern.
„IBM ist seit vielen Jahrzehnten ein wichtiger Technologiepartner der
Raumfahrtindustrie, von den Apollo-Mondmissionen bis hin zu Innovationen an Bord
der Internationalen Raumstation. Die ICHIBAN-Mission stellt den nächsten
entscheidenden Schritt dar: die Kombination von künstlicher Intelligenz und Robotik
zur Verbesserung der Fähigkeiten und der Sicherheit der Astronauten. Die sichere,
systemübergreifende Kommunikation und Kooperation zwischen Robotern
verschiedener Raumfahrtagenturen auf Basis der Technologie von IBM watsonx
eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Raumfahrt“, so Matthias Biniok, Head of
IBM Client Engineering DACH.
Die beiden Roboter – Int-Ball2 der JAXA und der CIMON* des DLR – wurden
ursprünglich nicht für diese Aufgaben konzipiert. Die beteiligten Teams entwickelten
neue, KI-gestützte Erweiterungen, um beide Roboter sicher zu verbinden.
Roboterhelfer an Bord der ISS
CIMON wurde im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur am DLR von Airbus und
mit Unterstützung von IBM als autonomer Assistenzroboter für Astronauten auf der
ISS entwickelt. Mithilfe der Verarbeitung natürlicher Sprache und der
Bilderkennungstechnologie kann CIMON über Sprachbefehle mit der Besatzung
interagieren und seine Umgebung visuell und akustisch wahrnehmen. CIMON basiert
auf watsonx, dem KI-Portfolio von IBM. Für die ICHIBAN-Mission wurden die
CIMON-Integration, die Einsatzplanung und -durchführung mit Unterstützung der
Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und von BIOTESC, dem zuständigen
Missionszentrum mit Sitz in der Schweiz, realisiert.
Int-Ball2 ist eine Kameradrohne der JAXA, die die Kameraarbeit der Astronauten
unterstützt, während SEC die Entwicklung der integrierten Managementsoftware und
der Bodenbetriebssysteme unterstützte. Es ist seit 2023 im japanischen Kibo-Modul
der ISS stationiert und wird vom JAXA Tsukuba Space Center in Japan
ferngesteuert. Int-Ball2 ermöglicht es dem Bodenkontrollteam, die Arbeit der
Astronauten im Kibo-Modul zu filmen und zu überwachen, ohne dass ständig
Kameras eingerichtet werden müssen. Die Astronauten an Bord der ISS verbringen
bereits etwa zehn Prozent ihrer Arbeitszeit damit, zu fotografieren.
Verstecken spielen
Zu den Zielen der ICHIBAN-Mission gehörten:
Demonstration und fortschrittlicher Kommunikations- und Aktionsfähigkeiten
mehrerer verschiedener Roboter, die in Echtzeit an Bord der ISS arbeiten
Vorstellung der ersten bidirektionalen Kommunikation zwischen
Hardwaresystemen in verschiedenen Modulnetzen auf der ISS
Förderung des öffentlichen Engagements und der Öffentlichkeitsarbeit, um die
Bedeutung der internationalen Zusammenarbeit bei der Förderung der
bemannten Raumfahrt hervorzuheben
Um diese Ziele zu erreichen, gab der JAXA-Astronaut Takuya Onishi über CIMON
Sprachbefehle zur Fernsteuerung von Int-Ball2, das sich in einem separaten ISS-
Modul befand. Int-Ball2 übertrug Bilder auf den CIMON-Monitor, so dass Onishi
erfolgreich nach Gegenständen suchen konnte, die irgendwo auf der Station
versteckt waren. Bis dahin konnten die Fotos von Int-Ball2 nur an die japanische
Kontrollstation auf der Erde übermittelt werden, nicht aber an den Roboter einer
anderen Agentur auf der ISS. Zu den versteckten Gegenständen gehörten ein
Rubik's Cube, ein Hammer, Schraubendreher sowie eine ältere, ausgemusterte
Version von Int-Ball.
Für das Experiment hat IBM neue Dialogfunktionen für CIMON entwickelt, die auf der
watsonx-Technologie basieren und über ein drahtloses Update bereitgestellt wurden.
Mit diesen neuen Funktionen ist vorgesehen, dass die ISS-Astronauten Int-Ball2 im
japanischen Kibo-Modul über Sprachbefehle an CIMON steuern können. Das Robot
Operation System (ROS) von CIMON ist so konzipiert, dass es diese Befehle erkennt
und sie, wenn möglich, über die ISS-Netzwerke an Int-Ball2 übermittelt. Int-Ball2 wird
dann programmiert, um die Befehle im Kibo-Modul auszuführen.
Dieser Meilenstein unterstreicht das immense Potenzial für künftige Missionen, bei
denen Astronauten und mehrere Roboter auf integrierte und intuitive Weise
zusammenarbeiten und so die menschlichen Fähigkeiten in schwierigen
Weltraumumgebungen verbessern. Weitere Versuche zur Erforschung neuer
Anwendungen sind bereits in Planung. Das Experiment wurde in Übereinstimmung
mit den geltenden ISS-Sicherheitsstandards durchgeführt.
Zitate
„Die ICHIBAN-Demonstration auf der ISS in Zusammenarbeit mit unseren Kollegen
bei JAXA stellt einen bedeutenden Meilenstein in der Weltraumrobotik dar. Die erste
Kommunikation zwischen den unabhängig voneinander entwickelten Systemen
CIMON und IntBall-2 ebnet den Weg für die Vernetzung von künstlicher Intelligenz
und Robotik in der Erkundung. Diese Errungenschaft wird die Unterstützung für die
Astronauten erheblich verbessern.“ so Dr. Christian Rogon von der Deutschen
Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
„Die ICHIBAN-Mission stellt einen entscheidenden Schritt hin zu einer nahtlosen
Zusammenarbeit von Robotern im Weltraum dar. Durch die Zusammenarbeit von Int-
Ball2 und CIMON demonstrieren wir nicht nur technische Synergien, sondern
unterstreichen auch die Stärke integrierter Mensch-Roboter-Teams. Diese Mission
zeigt, wie die Kooperation zwischen Robotern und Menschen neue Möglichkeiten
eröffnen kann, um Astronauten zu unterstützen und die Raumfahrt voranzubringen“.
Sagt Seiko Piotr Yamaguchi, Ingenieur am JAXA Human Spaceflight Technology
Center (Robotics System Integration Team)
*Crew Interactive MObile CompanioN (CIMON®) ist ein wissenschaftliches Projekt des
Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), entwickelt und durchgeführt von Airbus und
IBM Deutschland, betreut von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-
Universitätsklinik und finanziert mit Bundesmitteln. CIMON® ist eine EU-registrierte Marke des
Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Über Airbus
Airbus ist das größte Luft- und Raumfahrtunternehmen in Europa und bietet
Produkte, Dienstleistungen und Lösungen für die Bereiche Verkehrsflugzeuge,
Hubschrauber, Verteidigung und Raumfahrt an. Auf der Grundlage von mehr als
einem halben Jahrhundert Erfahrung in der Luft- und Raumfahrttechnik zeichnen sich
die Produkte von Airbus durch Innovation aus. Von Verkehrsflugzeugen und
Hubschraubern, die Menschen auf der ganzen Welt verbinden und zusammenführen,
bis hin zu Militärflugzeugen und Satelliten, die Bürger und Länder schützen,
ermöglichen Airbus-Produkte ein modernes und vernetztes Leben.
Über BIOTESC
BIOTESC ist das das schweizerische User Support and Operations Center der ESA
verantwortlich für die Planung, das Testen und die Umsetzung von Einsätzen von
CIMON auf der ISS. Das BIOTESC team hat die ICHIBAN Mission von Anfang an
begleitet. Während der Operations auf der ISS haben BIOTESC Mitarbeiter sowohl
die beteiligten Astronauten als auch CIMON aus dem Kontrollraum in der Schweiz
unterstützt. BIOTESC ist an der Hochschule Luzern angesiedelt.
Über das DLR
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das nationale Forschungs-
und Technologiezentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt,
Energie, Transport, Sicherheit und Verteidigung. Die Arbeit des DLR umfasst ein
breites Spektrum von Anwendungen und liefert Ergebnisse und Innovationen zum
Nutzen von Industrie und Wirtschaft, Behörden und dem öffentlichen Sektor. Im
Mittelpunkt der DLR-Mission steht das Engagement für die Gesellschaft, das das
DLR durch einen umfassenden Wissensaustausch und gezielten Technologietransfer
erreicht. Die Deutsche Raumfahrt-Agentur im DLR ist im Auftrag der
Bundesregierung für die Planung und Durchführung der deutschen
Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zusätzlich verwalten zwei Projektträger im DLR die
Förderprogramme für Forschung und Industrie.
Das Klima der Erde verändert sich ebenso wie die globale Mobilität und Technologie.
Das DLR nutzt das Know-how seiner 51 Forschungsinstitute und -einrichtungen, um
Lösungen für diese Herausforderungen zu entwickeln. Alle 11.000 Mitarbeiter haben
einen gemeinsamen Auftrag: die Erforschung der Erde und des Weltraums und die
Entwicklung von Technologien für eine nachhaltige Zukunft. Die Technologien des
DLR bleiben nicht im Labor, sondern werden in die Gesellschaft transferiert und
stärken den Forschungs- und Industriestandort Deutschland.
Über die Europäische Weltraumorganisation (ESA)
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist Europas Tor zum Weltraum.
Die ESA ist eine zwischenstaatliche Organisation, die 1975 gegründet wurde. Ihre
Mission ist es, die Entwicklung europäischer Raumfahrtkapazitäten zu gestalten und
sicherzustellen, dass Investitionen in die Raumfahrt den Bürgerinnen und Bürgern
Europas und der Welt zugutekommen.
Die ESA hat 23 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, Tschechien, Dänemark,
Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien,
Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Slowenien,
Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Lettland, Litauen
und die Slowakei sind assoziierte Mitglieder.
Die ESA arbeitet insbesondere mit der EU an der Umsetzung der Programme Galileo
und Copernicus sowie mit Eumetsat an der Entwicklung meteorologischer Missionen.
Mehr über die ESA erfahren Sie unter www.esa.int
Über IBM
IBM ist ein führender Anbieter globaler Hybrid-Cloud und KI sowie von
Beratungsexpertise. Wir helfen Kunden in mehr als 175 Ländern, Erkenntnisse aus
ihren Daten zu gewinnen, Geschäftsprozesse zu optimieren, Kosten zu senken und
Wettbewerbsvorteile in ihren Branchen zu erzielen. Mehr als 4.000 Behörden und
Unternehmen in kritischen Infrastrukturbereichen wie Finanzdienstleistungen,
Telekommunikation und Gesundheitswesen verlassen sich auf die Hybrid-Cloud-
Plattform von IBM und Red Hat OpenShift, um ihre digitale Transformation schnell,
effizient und sicher zu gestalten. Die bahnbrechenden Innovationen von IBM in den
Bereichen KI, Quantencomputing, branchenspezifische Cloud-Lösungen und
Beratung bieten unseren Kunden offene und flexible Optionen. All dies wird
unterstützt durch das seit langem bestehende Engagement von IBM für Vertrauen,
Transparenz, Verantwortlichkeit, Integration und Service. Weitere Informationen
finden Sie unter ibm.com.
Über JAXA Human Spaceflight Technology Directorate
Die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ist eine zentrale
Exekutivorganisation, die die japanische Regierung bei der Entwicklung und Nutzung
der Raumfahrt technisch unterstützt.Das Human Spaceflight Technology Directorate
von JAXA befasst sich mit der Ausweitung menschlicher Aktivitäten und fördert die
Nutzung der einzigartigen Weltraumumgebung durch den Betrieb des
experimentellen Moduls „Kibo“ der ISS Japan. Unser Ziel ist es, die wissenschaftliche
Nutzung des Weltraums zu erweitern und der Menschheit und den Aktivitäten auf der
Erde einen Nutzen zu bringen. Über die ISS hinaus treibt das Human Space
Technology Directorate aktiv Projekte für die künftige Erforschung des Weltraums
durch den Menschen voran, darunter die Entwicklung des Lunar Gateway sowie
bemannte (Pressurized Rover) und unbemannte Missionen (LUPEX) zum Mond. Die
JAXA arbeitet auch aktiv an der Erforschung und Entwicklung von
Robotertechnikunterstützung, die zukünftige bemannte Raumfahrtmissionen
verbessern soll.
Über SEC
Systems Engineering Consultants (SEC) ist ein Softwareentwicklungsunternehmen,
das auf Echtzeittechnologie spezialisiert ist und zur Sicherheit und Entwicklung der
Gesellschaft beiträgt. Die Echtzeittechnologie ist eine universelle Form der
Technologie, die für die Entwicklung fortgeschrittener Computersysteme verwendet
wird. Wir bieten Echtzeitsoftware in vier verschiedenen Geschäftsbereichen an:
mobile Netzwerke, Internettechnologie, öffentliche Infrastruktur, Raumfahrt, Robotik
und Spitzentechnologien. Für die Internationale Raumstation entwickeln wir „Int-
Ball2“ und das Transport- und Handhabungsrobotersystem „PORTRS“.