Airbus Defence and Space GmbH

Crew-Assistant CIMON* besteht ersten Weltraumeinsatz erfolgreich

Bodensee-Oberschwaben | 19.11.2018

Crew-Assistant CIMON* besteht ersten Weltraumeinsatz erfolgreich. Foto: Airbus Defence and Space GmbH
Crew-Assistant CIMON* besteht ersten Weltraumeinsatz erfolgreich. Foto: Airbus Defence and Space GmbH

Friedrichshafen/Bremen: Der von Airbus im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte und gebaute Astronauten-Assistent CIMON* (Crew Interactive Mobile CompanioN) hat seine Feuertaufe im All bestanden. Er und der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst arbeiteten rund 90 Minuten im Columbus-Modul der Internationalen Raumstation ISS miteinander.

Alexander Gerst lebt und arbeitet seit dem 8. Juni 2018 auf der Internationalen Raumstation ISS. Teil seiner aktuellen, sechsmonatigen Horizons-Mission ist auch eine Versuchsreihe mit CIMON. Die medizinballgroße, fünf Kilogramm schwere, 3D-gedruckte Kunststoffkugel ist der erste mit KI ausgestattete Astronauten-Assistent im Weltraum, ein Technologie-Experiment für die Mensch-Maschine-Interaktion im All.

Am 15. November 2018 um 11:40 Uhr MEZ hielt das deutsch-schweizerische CIMON-Missionsteam im Bodenkontrollzentrum BIOTESC an der Hochschule Luzern den Atem an. Nach zweieinhalb Jahren intensivster Vorbereitungen und unzähliger Trainingsstunden konnte man eine Stecknadel zu Boden fallen hören – höchste Konzentration und freudige Anspannung lagen in der Luft: Nach dem Software-Upload zur ISS und einem Software-Update von CIMON selbst, einem Audio-Check und einem Test der Navigations-Kamera nahm Alexander Gerst seinen neuen künstlichen Mitbewohner auf der Raumstation nicht nur in Augenschein, sondern endlich auch „in Betrieb“. 90 Minuten lang dauerte die Weltpremiere, das erste „Rendezvous“ zwischen dem deutschen ESA-Astronauten und dem sich autonom fortbewegenden robotischen Crew-Assistenten.

Es folgte die autonome Navigation mit mehreren Drehungen und Bewegungen in alle Richtungen und CIMON war in der Lage, das Gesicht von Alexander Gerst zu suchen und Augenkontakt aufzunehmen. Als Demonstration seiner Assistenzfähigkeiten zeigte CIMON auf seinem „Gesicht“, einem Display in der Mitte der Kugel, die Anleitung für ein Schüler-Experiment zur Kristallisation, ein Video mit dem Rubik-Zauberwürfel und spielte einen Musiktitel ab. Er testete seine Ultraschallsensoren, die bei ihm eine ähnliche Funktion wie die Einparkhilfe beim Auto haben, und nahm mit seinen integrierten Kameras ein Video und ein Foto von Alexander Gerst auf. Zum Abschluss brachte Alexander Gerst seinen Crew-Assistenten wieder an seinen Platz im Columbus-Modul zurück.

"Mit CIMON haben wir eine Airbus-Vision in die Realität umgesetzt. Es ist ein sehr großer Schritt für die bemannte Raumfahrt, den wir hier gemeinsam gehen konnten. Durch CIMON haben wir den Grundstein für soziale Assistenzsysteme gelegt, die unter extremen Bedingungen zum Einsatz kommen sollen“, sagte Till Eisenberg, CIMON-Projektleiter bei Airbus.

„Es ist ein unglaubliches Gefühl und eine wahnsinnige Freude, zu erleben dass CIMON wirklich sieht, hört, versteht und spricht. Dieser erste echte Einsatz im All bedeutet für uns ein Stück Raumfahrtgeschichte und stellt den Beginn für einen hoffentlich langen Einsatz auf der ISS“, fasst Dr. Christian Karrasch, CIMON-Projektleiter in der deutschen Raumfahrtagentur im DLR zusammen. „Die Interaktion mit einer Künstlichen Intelligenz fasziniert mich. Das System CIMON ist in dieser Form weltweit einzigartig und speziell für den Einsatz auf der Internationalen Raumstation konzipiert. Wir betreten hier Neuland und erweitern den technologischen Horizont in Deutschland."

Zur Datenübertragung nutzt CIMON das WLAN auf der Internationalen Raumstation und stellt über Satellitenverbindung per Bodenstationen eine Internetverbindung zur IBM Cloud her. Was dann in CIMONs Gehirn abläuft, erklärt Matthias Biniok, IBM-Projektleiter: „Wird CIMON eine Frage gestellt oder mit ihm gesprochen, wandelt die Watson KI dieses Audiosignal zunächst in Text um, der von der KI verstanden bzw. interpretiert wird. Dabei kann IBM Watson die Inhalte nicht nur in ihrem Kontext verstehen, sondern ebenso die damit verbundene Intention. Das Resultat ist eine passgenaue Antwort, die wiederum in Sprache umgewandelt und wieder an die ISS zurückgeschickt wird. So ist ein natürlicher, dynamischer Sprach-Dialog möglich.“

Bernd Rattenbacher, Teamleiter beim Bodenkontrollzentrum an der Hochschule Luzern: „Die Datenverbindung zur Erde läuft via Satellit zur NASA/ESA und zum Columbus Kontrollzentrum beim DLR in Oberpfaffenhofen. Von dort aus geht das Signal zu uns, der CIMON Bodenstation BIOTESC in Luzern, dem User Support und Operations Center, das per Internet mit der IBM-Cloud in Frankfurt verbunden ist. Die reine Signallaufzeit über die Satelliten beträgt 0,4 Sekunden in eine Richtung. Zur Datensicherheit sind viele Firewalls und VPN Tunnel aktiv.“

CIMON hat auch einen wissenschaftlichen Hintergrund: Berater sind Dr. Judith-Irina Buchheim und Prof. Alexander Choukèr von der Klinik für Anästhesiologie am Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Judith Buchheim: "CIMON könnte als KI-Partner und Begleiter Astronauten bei ihrem hohen Pensum an Experimenten, Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten unterstützen und dadurch deren Stressexposition reduzieren.“

V.i.S.d.P.: Airbus Defence and Space GmbH

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