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ICRA: Roboter raus aus dem Käfig

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Fliegende Roboter können Hindernissen leicht ausweichen, verbrauchen aber viel Energie. Rollende Roboter kommen mit dem gleichen Energievorrat weiter – wenn sie nicht durch Hindernisse aufgehalten werden. Warum nicht beide Fortbewegungsarten kombinieren, sagten sich Arash Kalantari und Matthew Spenko vom Illinois Institute of Technology und entwickelten HyTAQ, einen Roboter, der sowohl fliegen als auch fahren kann.

Auf der Roboterkonferenz ICRA (International Conference on Robotics and Automation) in Karlsruhe stellten sie das Konzept heute vor. Die Kombination der beiden Bewegungsarten erreicht der Roboter durch folgenden Aufbau: In einem leichten Drahtgestell, das einem breiteren Hamsterrad ähnelt, ist an der Rotationsachse ein Quadrokopter aufgehängt. Die Aufhängung besteht aus einem Stab, der an beiden Enden in dem Käfig steckt und durch den Quadrokopter führt. Sowohl das Rollen zu Lande als auch das Fliegen wird durch die Rotoren gesteuert. Der Roboter kann sich ganz normal in die Luft erheben, kann die Rotoren aber auch nutzen, um den Zylinder in beliebige Richtungen zu rollen. Der Roboter ist durch nichts aufzuhalten: Unterschiedlichen Beschaffenheiten des Bodens passt er sich an, Hindernisse überfliegt er einfach. Eventuelle Abstürze oder Kollisionen überlebt der Roboter besser als normale Quadrokopter, weil er durch den Metallkäfig geschützt ist.

Der fliegende und rollende Roboter HyTAQ.

(Bild: Robotics IIT)

Metallkäfige finden in der Robotik schon länger Anwendung. Bislang dienten sie zum Schutz der Menschen vor Robotern. In Fabrikhallen bewegen sich mechanische Helfer zurzeit meist abgeschirmt von ihren menschlichen Kollegen. Das liegt daran, dass die ersten Industrieroboter, die vor gut 50 Jahren in die Fabriken einzogen, nicht mit Computersteuerung oder Sensoren ausgestattet waren. Ihre Kernkompetenz waren Bewegungsabläufe, die mit großer Präzision und Kraft wiederholt wurden -- egal, ob gerade jemand im Weg stand oder nicht. In seinem gestrigen Plenarvortrag stellte Rodney Brooks von Rethink Robotics einen neuen Typ von Industrierobotern vor. Der anpassungsfähige, bewegliche und leicht zu bedienende "Baxter" wurde im vergangenen September erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Inzwischen, so Brooks, seien die ersten Exemplare ausgeliefert worden.

Der Roboter muss nicht programmiert werden, er lernt seine Aufgaben durch das Nachahmen vorgeführter Bewegungen. Mit Druck- und Drehknöpfen an seinem Arm kann man durch Menüs auf seinem Monitor navigieren, der zugleich sein Kopf ist. Baxter bestätigt, dass er Anweisungen verstanden hat, indem er mit diesem „Kopf“ nickt. Augen auf dem Monitor zeigen, worauf seine Aufmerksamkeit gerade gerichtet ist. Baxter stoppt eine Bewegung, sobald er ein Hindernis berührt. Dadurch kann er Seite an Seite mit Menschen arbeiten, versichert der Erfinder. Brooks sieht Baxter nicht als Konkurrenz zu den existierenden Industrierobotern, sondern hat in erster Linie kleine und mittlere Unternehmen im Auge. Allein in den USA gebe es mehr als 300.000 Firmen mit weniger als 500 Beschäftigten, die wenigsten von ihnen nutzten bisher Roboter. Für sie sei es wichtig, dass Baxter fertig montiert ausgeliefert werde und in weniger als einer Stunde einsatzbereit sei. Der Roboter wird zum Stückpreis von 22.000 US-Dollar angeboten.

Baxter von Rethink Robotics mit einer Auflistung seiner Fähigkeiten.

(Bild: Rethink Robotics)

Anpassungsfähigkeit ist generell ein großes Thema in der Robotik. Aude Billard, Leiterin des Learning Algorithms and Systems Laboratory an der École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL), hat sich diesem Thema in ihrem Plenarvortrag heute gewidmet. Sie gab einen Einblick in die komplexe Mathematik, die erforderlich ist, wenn Roboter einen Bewegungsablauf nicht nur reproduzieren, sondern ihn auch an veränderte Positionen und Ausrichtungen der Objekte anpassen sollen. In mehreren Videos zeigte sie, wie Roboter zunächst Bälle sicher fingen und dann zu komplizierten Gegenständen übergingen wie Tennisschlägern oder teilweise gefüllten Flaschen.

Als eine mögliche Anwendung ihrer Forschungen sieht Billard das Einsammeln von Weltraumschrott im Erdorbit. Sie gibt an, dass es dazu bereits Gespräche mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA gäbe. Auf Nachfrage räumte sie ein, dass die Roboter beim Fangen nicht immer erfolgreich seien. Die Erfolgsquote läge bei etwa 75 Prozent. Ein Video von einer menschlichen Kollegin, die mehrmals vergeblich versuchte, mit einer Hand eine teilweise gefüllte Flasche zu fangen, unterstrich aber, dass diese Quote noch sehr gut ist.

Der Titel von Billards Vortrag lautete übrigens „Teaching Robots to Drink, Relax and Play catch“. Auf die ersten beiden Tätigkeiten ging sie aber nicht ein. Lediglich auf der ersten Folie war ein Roboter vor einer Weinflasche und mit einer Zigarette zwischen den Fingern zu sehen. Das entspannte Absacken bleibt vorerst wohl ein Privileg des Menschen. (Hans-Arthur Marsiske) / (esk)