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ISS
Neue CIMON-Version auf dem Weg zur ISS
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V.
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6. Dezember 2019

Alexander Gerst hatte während seines letzten Aufenthalts an Bord der Internationalen Raumstation ISS einen ganz besonderen Assistenten: CIMON, einen fliegenden Computer, der mithilfe künstlicher Intelligenz Astronautinnen und Astronauten unterstützen kann. Nun ist mit CIMON-2 ein Nachfolger auf dem Weg zur ISS.

CIMON-2

CIMON-2 bei Tests im EAC: Der erste mobile Astronautenassistent im All, CIMON, hat ein Geschwister bekommen: CIMON-2 – hier bei Tests im Columbus-Mock-up des Europäischen Astronautenzentrums in Köln – ist am 5. Dezember 2019 an Bord einer SpaceX-19-Rakete vom US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida zur Internationalen Raumstation gestartet. Foto: DLR (CC-BY 3.0) [Großansicht]

Mit CIMON-2 (Crew Interactive MObile companioN) startete am 5. Dezember 2019 um 18:29 Uhr MEZ (entsprechend 12:29 Uhr Ortszeit) an Bord eines Dragon-Frachters der US-amerikanischen Firma SpaceX vom US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida ein modifizierter und mit neuen Aufgaben ausgestatteter, in Deutschland entwickelter und gebauter Astronautenassistent ins Weltall. "CIMON-2" wird, wie sein Vorgänger, im europäischen Forschungsmodul Columbus eingesetzt werden. CIMON ist ein ballförmiger, freifliegender, mit künstlicher Intelligenz ausgestatteter Technologie-Demonstrator zur Mensch-Maschine Interaktion.

"CIMON-1 - unser Prototyp - ist am 27. August 2019 nach 14 Monaten auf der ISS wieder auf der Erde gelandet und mittlerweile bei Airbus in Friedrichshafen angekommen", berichtet Dr. Christian Karrasch, CIMON-Projetleiter im DLR Raumfahrtmanagement in Bonn. Das Raumfahrtmanagement hatte das Technologie-Experiment mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) bei Airbus in Friedrichshafen und Bremen beauftragt. Die künstliche Intelligenz (KI) basiert auf der Watson-Technologie von IBM, Mediziner der Ludwig-Maximilians-Universität München sind für die wissenschaftlichen Fragestellungen verantwortlich.

CIMON-1 war am 15. November 2018 mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst als weltweit erste Künstliche Intelligenz (KI) auf der ISS im Einsatz. "Mit CIMON-2 wollen wir an die erfolgreiche Demonstration mit CIMON anknüpfen", sagt Karrasch. Der erste CIMON habe bei seiner Premiere eindrucksvoll gezeigt, dass eine KI-basierte mobile Anwendung auf der Raumstation funktioniert. CIMON hat 90 Minuten mit Alexander Gerst "gearbeitet".

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"CIMON-2 soll bis zu drei Jahre auf der Raumstation bleiben und die Besatzung unterstützen", erläutert Till Eisenberg, CIMON-Projektleiter bei Airbus, und ergänzt: "CIMON-2 verfügt über sensiblere Mikrophone und einen weiterentwickelten Orientierungssinn. Auch die KI-Fähigkeiten und die Stabilität der komplexen Softwareanwendungen wurden deutlich verbessert."

Ein wichtiger Punkt in der Evolution von CIMON sei auch die erweitere Lebenslaufzeit: "Innerhalb dieser Einsatzdauer denken wir an weitere Schritte wie etwa die KI auf eine Cloud der ISS zu bringen." Dies wäre ein Meilenstein der Entwicklung hin zu einem völlig autonomen Assistenzsystem. "Auf dem Weg zum Mond oder Mars könnte sich die Crew dann auch ohne eine permanente Datenverbindung zur Erde auf einen KI-basierten Assistenz-Service verlassen", so Karrasch. "Ein Anwendungsfall für die Erde wäre zum Beispiel die Unterstützung von Menschen bei komplexen Aufgaben in Gegenden mit schwacher Infrastruktur."

IBM ist bei CIMON für die Implementierung der künstlichen Intelligenz verantwortlich. "Bei seinem ersten Einsatz auf der ISS hat CIMON bewiesen, dass er Inhalte nicht nur in ihrem Kontext verstehen kann, sondern auch die Intention dahinter", erklärt Matthias Biniok, IBM Projektleiter für die künstliche Intelligenz Watson. "CIMON-2 geht noch einen Schritt weiter. Mithilfe des IBM Watson Tone Analyzers aus der IBM Cloud in Frankfurt ist er nun in der Lage, die Emotionen der Astronauten auszuwerten und situationsgerecht darauf zu reagieren, wenn die Astronauten es möchten oder die Emotionsanalyse im Rahmen eines Experiments getestet wird. Damit kann sich CIMON-2 bei Bedarf von einem wissenschaftlichen Assistenten in einen einfühlsamen Gesprächspartner verwandeln".

CIMON ist ein in Deutschland entwickeltes und gebautes Technologie-Experiment zur Unterstützung und Effizienzsteigerung der Arbeit eines Astronauten. CIMON kann Informationen, Anleitungen zu wissenschaftlichen Experimenten und Reparaturen darstellen und erklären. Ein Vorteil ist, dass der Astronaut beide Hände frei hat durch den sprachgesteuerten Zugriff auf Dokumente und Medien. Weitere Anwendungen sind etwa die Nutzung als mobile Kamera zur Einsparung von Astronauten Crew-Zeit.

Vor allem Routineaufgaben könnten durch CIMON erledigt werden, wie etwa die Dokumentierung von Experimenten, Suche nach Objekten und Inventarisierung. CIMON kann auch sehen, hören, verstehen und sprechen. Seine beiden Augen zur Orientierung sind eine Stereo-Kamera, eine hochauflösende Kamera zur Gesichtserkennung und zusätzlich zwei weitere seitliche Kameras für Fotos und Videodokumentation. Ultraschall-Sensoren messen Abstände zur Kollisions-Erkennung. Seine Ohren sind acht Mikrofone zur Richtungserkennung plus ein Richt-Mikrofon für eine gute Spracherkennung. Sein Mund ist ein Lautsprecher, über den er sprechen und Musik abspielen kann.

Kernstück der KI für das Verständnis von Sprache ist die IBM Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Selbstständiges Lernen von CIMON wurde ausgeschlossen, er muss aktiv durch einen Menschen trainiert werden. Die KI zur autonomen Navigation stammt von Airbus und dient der Bewegungsplanung und Objekterkennung. Durch zwölf interne Rotoren kann sich CIMON frei in alle Raumrichtungen bewegen und rotieren. Somit kann er sich dem Astronauten zuwenden, wenn er angesprochen wird, Kopfnicken, Kopfschütteln und räumlich selbstständig oder auf Kommando folgen.

Die Dragon-Raumkapsel mit CIMON-2 an Bord soll die Internationale Raumstation am Sonntag erreichen.

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