Otto-Hahn-Medaille an Alexis E. Block verliehen

Stuttgart - Alexis E. Block wird im Rahmen der 73. Jahrestagung der Max-Planck-Gesellschaft am 22. Juni 2022 in Berlin mit der Otto-Hahn-Medaille für das Jahr 2021 ausgezeichnet. Vor elf Jahren ging das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) aus dem Max-Planck-Institut für Metallforschung hervor. Alexis Block ist damit die erste Doktorandin des MPI-IS, welche diesen Preis unter der neuen Forschungsausrichtung des Instituts erhält. Mit der prestigeträchtigen Auszeichnung ehrt die Max-Planck-Gesellschaft Block für ihre innovative Forschung auf dem Gebiet der Mensch-Roboter-Interaktion. Die Forscherin hat sich weltweit einen Namen gemacht mit der Entwicklung und Evaluierung von intelligenten Umarm-Robotern.

„Ich fühle mich sehr geehrt, die Otto-Hahn-Medaille als Anerkennung meiner Forschung zu erhalten. Es ist ein wunderbares Gefühl, meine harte Arbeit auf diese Weise gewürdigt zu sehen. Meine Forschung wäre ohne die Unterstützung meiner drei Promotionsbetreuer nicht möglich gewesen: Otmar Hilliges, Roger Gassert und insbesondere Katherine Kuchenbecker. Ich bin sehr dankbar für ihre Anleitung und Ermutigung“, sagt Alexis Block.

Block, die derzeit als Postdoktorandin am Biomechatronics Lab an der University of California, Los Angeles (UCLA) forscht, begann ihre Promotion im Juli 2017 am MPI-IS in Stuttgart. Dort nahm sie teil am Max Planck ETH Center for Learning Systems (CLS), einer Forschungspartnerschaft des MPI-IS und der ETH Zürich, die disziplinübergreifende Forschung im Bereich der lernenden Systeme fördert. Block promovierte 2021 an der ETH Zürich, wo sie eineinhalb Jahre am Informatiklehrstuhl verbrachte und von Otmar Hilliges und Roger Gassert betreut wurde. Nachdem sie ihre Dissertation im August 2021 verteidigt hatte, wurde sie kurz darauf als Computing Innovation Fellow (CIFellow) ausgewählt, um ihr zwei Jahre Postdoc-Forschung an der UCLA zu ermöglichen. 

In ihrer Doktorarbeit am MPI-IS und der ETH untersuchte Alexis E. Block, wie ein Roboter einem Menschen eine qualitativ hochwertige Umarmung liefern kann. Insbesondere die neuartige Roboterplattform namens HuggieBot erregte internationale Aufmerksamkeit. Dieser menschengroße Umarm-Roboter hat zwei gepolsterte Arme, einen aufblasbaren Torso und einen an einem starren Rahmen befestigten Gesichtsbildschirm. Eine Kamera oberhalb des Bildschirms beobachtet den Benutzer zu Beginn der Interaktion und wie sich die Person annähert. Drehmomentsensoren an den Schulterschwenk- und Ellbogenbeugegelenken werden verwendet, um den Benutzer mit einem angenehmen Druck zu umarmen. Block hat HuggieBot zusammen mit Katherine J. Kuchenbecker entwickelt. Kuchenbecker ist Blocks primäre Promotionsbetreuerin und Direktorin der Abteilung für Haptische Intelligenz am MPI-IS.

„Die Nachricht, dass Alexis die Otto-Hahn-Medaille verliehen bekommt, hat mich in mehrfacher Hinsicht sehr gefreut. Erstens ist die Auswahl sehr umkämpft, bei der mehrere externe Experten eine kritische Bewertung jeder nominierten Arbeit schreiben müssen. Ich freue mich, dass ihre Dissertation so positiv bewertet wurde", sagt Kuchenbecker und fährt fort: "Zweitens habe ich gesehen, wie hart Alexis arbeiten musste, um ihre Forschungsvision für HuggieBot zu verwirklichen. Sie hat einen maßgeschneiderten Roboter von Grund auf neu gebaut und sehr komplizierte Experimente mit Menschen durchführte, insbesondere während der Pandemie. Und letztendlich bin ich besonders stolz, weil Alexis meine erste Doktorandin am MPI-IS war und für unser Labor immer eine Vorreiterin war. Ich wünschte, sie hätte ein Exemplar von HuggieBot in Los Angeles, damit ich ihr eine Umarmung schicken könnte!"

Alexis Blocks Dissertation beschreibt die Entwicklung von vier iterativ verbesserten Versionen des HuggieBot und seine Evaluierung durch sechs Nutzerstudien. Durch diesen Prozess erstellte und validierte Block elf Designrichtlinien für Umarm-Roboter, um Menschen eine qualitativ hochwertige Umarmung zu bieten. Sie entwickelte HuggieChest für den Roboter, um ihn gleichzeitig weicher zu machen und Benutzerkontakte zu erkennen. Damit der Roboter auf Umarmungsgesten des Benutzers reagieren kann, entwickelte sie einen Erkennungs- und Klassifizierungsalgorithmus, um sowohl grobe als auch feine Benutzerkontakte am Oberkörper zu erkennen, und schuf einen probabilistischen Verhaltensalgorithmus, der auf den Benutzerpräferenzen basiert, wie der Roboter auf erkannte Umarmungsgesten reagieren sollte. Blocks Arbeit gipfelte in der Untersuchung der emotionalen und physiologischen Auswirkungen des Umarmens von HuggieBot im Vergleich zum Umarmen einer freundlichen aber unbekannten Person. Sie fand heraus, dass die Vorteile und das Vergnügen einer Roboterumarmung denen einer Umarmung durch eine echte Person ähneln!

Kuchenbecker und Block kennen sich schon seit vielen Jahren. Die beiden arbeiten seit fast einem Jahrzehnt zusammen. Block, die sich selbst als eine "Kuchenbecker for Life" bezeichnet, lernte Kuchenbecker bereits im Grundstudium kennen. Im Sommer nach ihrem zweiten Studienjahr nahm Alexis im Rahmen des University Scholars-Programms an einem unabhängigen Forschungsprojekt im Haptik-Labor von Katherine Kuchenbecker an der University of Pennsylvania teil. Im Jahr 2016 schloss Alexis ihren Bachelor-Abschluss in Maschinenbau und angewandter Mechanik mit den Nebenfächern Mathematik und technischem Unternehmertum an der University of Pennsylvania ab. Gemeinsam haben sie durch Hardware- und Software-Upgrades eines bereits vorhandenen Willow Garage PR2 (Personal Robot 2) HuggieBot 1.0 entwickelt und getestet. Nach der Hälfte von Blocks Masterstudium, im Jahr 2017, zog Katherine Kuchenbecker nach Deutschland, um Direktorin am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart zu werden. Im selben Jahr erhielt Block ihren Master-Abschluss in Robotik an der University of Pennsylvania und zog dann ebenfalls nach Deutschland, um dort ihr Promotion zu beginnen.

„Ich möchte gerne Professorin an einer Universität werden“, antwortet Block auf die Frage nach ihren Zukunftsplänen. „Ich plane, mich im kommenden Herbst zu bewerben. Ich bin auch daran interessiert, eines Tages mein eigenes Robotik-Start-up zu gründen.“ Angesichts der Otto-Hahn-Medaille und der großen Aufmerksamkeit, die HuggieBot in der Presse erhalten hat, scheint es klar, dass Alexis E. Block auf dem besten Weg ist, dieses Ziel zu erreichen.

Über die Otto-Hahn-Medaille

Seit 1978 verleiht die Max-Planck-Gesellschaft jedes Jahr die Otto-Hahn-Medaille an bis zu 30 Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler für ihre herausragenden wissenschaftlichen Leistungen, meist im Zusammenhang mit ihrer Promotion. Die mit 7.500 Euro dotierte Medaille soll begabte junge Menschen motivieren, eine Karriere in der Forschung anzustreben. Verliehen wird die Auszeichnung im Rahmen der Jahresversammlung der Max-Planck-Gesellschaft im darauf folgenden Jahr.

Als Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft und Nobelpreisträger für Chemie 1944 trug Otto Hahn dazu bei, die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft ab 1946 erfolgreich in die Max-Planck-Gesellschaft umzuwandeln. Als am 26. Februar 1948 die Max-Planck-Gesellschaft in Göttingen gegründet wurde, um die Arbeit und die Institute der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft fortzuführen, wurde Otto Hahn der erste Präsident der MPG.

Ein berühmter Preisträger der Otto-Hahn-Medaille ist Reinhard Genzel, Direktor am MPI für Extraterrestrische Physik in Garching. Er erhielt den Nobelpreis für Physik 2020 für seine Forschung an schwarzen Löchern im Zentrum unserer Milchstraße. Der erste große Forschungspreis in seiner Karriere war die Otto-Hahn-Medaille, die er 1980 verliehen bekam.