Über die Forschung von Prof. Dr. Georgia Chalvatzaki
Ein zentraler Fokus ihrer Arbeit liegt auf mobilen humanoiden Manipulatoren – Robotern mit mobiler Basis und anthropomorphen Armen, die sich in menschlichen Umgebungen bewegen, ihre Umgebung wahrnehmen und geschickte Greif- und Bewegungsaktionen ausführen können. Diese Systeme basieren auf einem Zusammenspiel aus Wahrnehmung, Planung und Handlung. Um dies zu ermöglichen, verbindet Chalvatzaki klassische modellbasierte Robotik mit modernen Lernverfahren wie Reinforcement Learning, Imitationslernen oder graphbasierten neuronalen Netzwerken. Durch strukturierte Repräsentationen der Umwelt erlangen die Roboter ein tiefgehendes Verständnis ihrer Umgebung und sind dadurch in der Lage, ihr Verhalten adaptiv und kontextsensitiv anzupassen. Ein Meilenstein in ihrer Forschung ist die Einführung von SE(3)-Diffusionsmodellen – geometriebasierten Lernmethoden, die die Struktur des dreidimensionalen Raums (Position und Orientierung) in das Training generativer Modelle integrieren. Diese Modelle ermöglichen es Robotern, präzise und flüssige Greif- und Bewegungssequenzen zu erzeugen – selbst in unübersichtlichen oder überfüllten Szenen.
Ein zentrales Ziel von Georgia Chalvatzakis Forschung ist eine menschenzentrierte Robotik, die Roboter nicht als Ersatz, sondern als vertrauensvollen Partner des Menschen denkt – besonders in sensiblen Bereichen wie Pflege, Mobilität oder Bildung. Ihre lernenden Systeme sollen nicht nur technische Präzision liefern, sondern durch Transparenz und Adaptivität eine sichere, intuitive Interaktion ermöglichen. Der gesellschaftliche Mehrwert ihrer Forschung wird in konkreten Anwendungsfeldern sichtbar. Im Gesundheitswesen etwa ermöglichen ihre mobilen Assistenzsysteme eine sichere Mensch-Roboter-Co-Navigation: Ein Roboter kann sich dynamisch an die Gehgeschwindigkeit und Bewegungsmuster eines Menschen anpassen – ein wichtiger Schritt für den Einsatz in der Pflege älterer Menschen. In der industriellen Logistik tragen Chalvatzakis adaptive Systeme zur Automatisierung von Abläufen in Supermärkten, Lieferketten oder Flughäfen bei. Und in der nachhaltigen Landwirtschaft entwickeln sie Lösungen für robotergestützte Ernte, Umpflanz- und Wartungsprozesse in Hydro- oder Solaranlagen.
Chalvatzakis Vision ist eine soziale und technisch robuste Robotik, die komplexe Umgebungen versteht, vorausschauend handelt und sich an individuelle Bedürfnisse anpasst. Ausgehend von der Fragestellung, wie Roboter lernen können, Wissen aus bekannten Situationen auf neue zu übertragen, basiert ihr Forschungsansatz auf dem Konzept des Structured Robot Learning – einer neuartigen Methode, bei der strukturelles Wissen über die Welt direkt in den Lernprozess der Roboter eingebettet wird.
„Der diesjährige Alfried Krupp-Förderpreis würdigt Prof. Georgia Chalvatzaki und ihre ambitionierte Forschung in KI, maschinellem Lernen und Robotik. Mit ihrem innovativen Ansatz betrachtet sie Roboter und Menschen ebenso wie ihre Umwelt als integriertes System, mit dem Ziel, Roboter zu entwickeln, die aus Erfahrung lernen und ihr Verhalten kontinuierlich anpassen. Ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse haben das Potenzial, effektiv in Bereiche wie Gesundheitswesen, Logistik oder nachhaltige Landwirtschaft hineinzuwirken. Die Krupp-Stiftung freut sich sehr, Georgia Chalvatzaki auf ihrem weiteren wissenschaftlichen Weg zu begleiten.“
Prof. Dr. Dr. h. c. Ursula Gather, Vorsitzende des Kuratoriums der Krupp-Stiftung
