Nachdem sie mehr als 20 Jahre lang in der Roboterherstellung tätig war, hat sie das Entwerfen von Robotern so einfach wie „Bauklötze“ gemacht!

Bereits 2002 erhielt sie eine feste Lehrstelle an der Universität Manchester in Großbritannien. Bis heute ist „Joes Konzept“ in der internationalen Robotikbranche im Umlauf, doch als sie berühmt wurde, gab sie auf, warf alle Friedensangebote weg, kehrte nach China zurück, stellte ein Team zusammen und führte die heimischen Roboter zum Durchbruch. „Unser Land befindet sich in einer kritischen historischen Phase der Entwicklung und des Wachstums. Es ist die Verantwortung und Ehre eines Chinesen, dem Vaterland nach seiner Ausbildung zu dienen.“ Dieser Satz stammt von Qiao Hong, der 2021 zum Mitglied der Abteilung für Informationstechnologiewissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gewählt wurde.

Qiao Hong

Heimkehr

Egal wann, Qiao Hong sieht immer ruhig und würdevoll aus, mit einem intelligenten Leuchten zwischen ihren Brauen. Dies ist das Ergebnis ihrer langjährigen harten Arbeit und auch des Charmes, aus einer Gelehrtenfamilie zu kommen.

Qiao Hong wurde in den 1960er Jahren in eine typische Intellektuellenfamilie hineingeboren – ihre beiden Eltern waren Professoren an der Jiaotong-Universität Xi'an, und diese Universität wurde später „natürlich“ zu Qiao Hongs Alma Mater. Im Jahr 1989 schloss Qiao Hong sein Studium an der Xi'an Jiaotong University mit einem Master in Informatik und Technologie ab und ging anschließend zum Studium nach Großbritannien.

Damals entwickelte Qiao Hong, die seit ihrer Kindheit „rote Kleider nicht mochte und Maschinen bevorzugte“, ihre eigenen Ideen stärker, nachdem sie sich einer internationalen Perspektive geöffnet hatte. Das heißt, ein wichtiger Trend in der zukünftigen Entwicklung von Robotern besteht darin, biologischen Lebewesen immer ähnlicher zu werden. „Sie werden nicht nur kalte Maschinen sein, sondern sollten über eine Reihe menschenähnlicher Eigenschaften verfügen, darunter Kognition, Emotion, Logik und Handeln.“ Diese Erkenntnis wurde von ihr schon früh als Methode der „Umweltattraktionsdomäne“ in den Roboterbetrieb übertragen und verhalf ihr zu internationalem Ruhm – internationale Zeitschriften berichteten direkt über diese Theorie als „Joes Konzept“.

Doch niemand hatte damit gerechnet, dass Qiao Hong, nachdem sie eine Festanstellung als Lehrerin bekommen und dank ihrer Weisheit eine reibungslose Karriere hinter sich hatte, ihre Aufmerksamkeit dem Robotermarkt des Landes zuwandte. Sie stellte fest, dass die Forschung zu Haushaltsrobotern damals noch in den Kinderschuhen steckte, und nahm daher aktiv größere Herausforderungen an. Im Jahr 2004 gab sie ihre Lehrtätigkeit im Ausland offiziell auf und kehrte nach China zurück, um dort als Forscherin am Institut für Automatisierung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zu arbeiten.

Mittlerweile sind 20 Jahre vergangen und Qiao Hong erforscht immer noch die wechselseitige Integration von Robotik und Neurowissenschaft. Nachdem sie ein Team gegründet hatte, übernahm sie die Leitung der langfristigen Forschung zum „Hand-Auge-Gehirn“ von Robotern, d. h. zur Steuerung von Manipulatoren, zum Robotersehen und zur Anwendung und Integration gehirnähnlicher künstlicher Intelligenz.

Im Januar 2024 stand Qiao Hong, der bereits über 50 Jahre alt war, erneut vor der Kamera. Sie stellte allen würdevoll und großzügig ihre „neue Identität“ vor: die der Direktorin des Expertenkomitees des Beijing Humanoid Robot Innovation Center. Gleichzeitig sagte sie: „Die treibende Kraft hinter meinem Fortschritt ist die Unterstützung bei der Beseitigung der Engpässe in der Branche. Angesichts der zunehmenden Verbreitung künstlicher Intelligenz müssen mein Team und ich die umfassende Leistungsfähigkeit der Roboter unseres Landes in dieser großen Revolution der künstlichen Intelligenz verbessern und unsere Roboter zu Spitzenkräften in der Welt machen.“

Qiao Hong gab Medieninterviews

Innovation

In nur einem Monat hat Qiao Hong ihre Hoffnungen wahr gemacht. Im Februar 2024 gab das Forschungsteam für humanoide Roboter des Instituts für Automatisierung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften unter der Leitung von Qiao Hong unabhängig die Entwicklung einer „großen Fabrik“ für die Konstruktion und Montage humanoider Roboter (als „große Fabrik“ bezeichnet) bekannt, die die Auswahl der Hardware-KI-Konstruktionspläne und Softwarealgorithmen für humanoide Roboter automatisch abschließen und diese in einer hochpräzisen Umgebung schnell überprüfen kann, wodurch der bestehende F&E-Zyklus erheblich verkürzt wird.

Basierend auf der ursprünglichen Ansammlung von Innovationen, wie beispielsweise hochpräziser Bedienung im Bereich der „Umweltattraktion“ und der Theorie gehirnähnlicher intelligenter Roboter, hat die „große Fabrik“ unabhängig voneinander Durchbrüche bei Kerntechnologien wie hochexplosiven integrierten Gelenken, KI-gestütztem Design, großen Robotermodellen und humanoider, nachgiebiger Steuerung erzielt. Es ist wie ein großes Modell, das mit Wissen und Prinzipien der Roboterherstellung gefüllt ist. Sie müssen dem großen Modell lediglich mitteilen, welche Art von humanoidem Roboter Sie möchten, und es erstellt basierend auf Ihren Anforderungen und Nutzungsszenarien den besten Entwurfs- und Fertigungsplan. Gleichzeitig wird die „große Fabrik“ mit der Unterstützung umfangreicher Feedbackdaten die Roboter weiter optimieren.

Das anschaulichste und erfolgreichste Beispiel hierfür ist die Q-Serie humanoider Roboter, die vom Forschungsteam für humanoide Roboter des Instituts für Automatisierung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt wurde und im Jahr 2024 vorgestellt werden soll.

Der bionische, hochdynamische Roboter Q1 verfügt über ein straußartiges Strukturdesign mit geringer Trägheit, das eine präzise Verfolgung und Gleichgewichtskontrolle der gesamten Körperhaltung des Roboters ermöglicht. Im Video kann der Roboter ruhig Aktionen ausführen, die hohe Präzision erfordern, wie etwa Bogenschießen, Wasser gießen und ein Mobiltelefon aufladen.

Der adaptive Multi-Terrain-Roboter Q2 ermöglicht adaptive und stabile Bewegungen in verschiedenen komplexen Geländen im Innen- und Außenbereich. Der Roboter verwendet das Design „Finite-Elemente-Analyse + Topologieoptimierung“ und erreicht durch die Anpassung des Beobachterkernels eine hohe Echtzeitsteuerung. Der Roboter kann seinen ursprünglichen Bewegungszustand auch bei unkonventionellem Gelände beibehalten.

Der Q3-Hochgeschwindigkeitsbewegungsroboter ermöglicht eine robuste Steuerung von Batch-Robotern und die Fähigkeit, sich an unterschiedliche Umgebungen anzupassen. Der Q3-Roboter verfügt über ein Sicherheitsdesign, das die Funktionsstruktur von der Stützstruktur entkoppelt. Durch die Verschmelzung von Wissenstechnik und KI zur hochpräzisen Modellierung wird es für die Anwendungsanforderungen im Außenbereich trainiert und entwickelt, beispielsweise bei landwirtschaftlichen Arbeiten und Feldpatrouillen.

Der intelligente Roboter Q4 mit seinem Gehirn soll das Gehirn, die Körperstruktur und die Funktionsweise höherer Tiere enthüllen und mithilfe von Robotern das intelligente Verhalten höherer Tiere reproduzieren. Es handelt sich um einen „populärwissenschaftlichen Roboter“. Q4 simuliert menschliche Mechanismen, Strukturen und Funktionen von neuronalen Schaltkreisen bis zur Muskelaktivierung und erreicht so hochgradig nachgiebige und progressive Bewegungen redundanter und gekoppelter Systeme.

Der Q5-Roboter mit hoher Parallelitätsschlussfolgerung ist eine intelligente Einheit in der Ich-Perspektive, die den Menschen nach den Prinzipien des Gehirns, des Kleinhirns und des zentralen Nervensystems imitiert. Dadurch verfügt er über menschliche Intelligenz, Handlungs- und Koordinationsfähigkeiten und bietet wichtige Unterstützung für den Betrieb intelligenter Fabriken und Dienstleistungen für das Familienleben.

Qiao Hong macht ein Foto mit dem Roboter der Q-Serie

„Die Hände eines Roboters sollten geschickt sein, seine Füße sensibel, seine Augen hell und sein Gehirn intelligent. Am wichtigsten ist, dass seine Hände, Füße, Augen und sein Gehirn hochgradig integriert sind. Allerdings sind solche Roboter noch teuer. Daher hoffe ich, dass wir in Zukunft solche technischen Barrieren beseitigen, den Engpass in der Roboterfertigungsindustrie meines Landes überwinden und den Industrierobotern unseres Landes zu einer festen Position auf der internationalen Bühne verhelfen können!“ Dies ist Qiao Hongs Wunsch und zugleich die Kraftquelle, die sie weiter vorantreibt.