Software für Roboter: Auf der Suche nach dem Legostein der Robotik

Dass es bei der Entwicklung von Servicerobotern nur so langsam vorangeht, liegt auch an der Software. Ein EU-Projekt sollte Abhilfe schaffen.

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(Bild: Shutterstock/Miriam Doerr, Martin Frommherz)

Von
  • Hans-Arthur Marsiske

Roboter sollen raus aus den Fabrikhallen. Als Serviceroboter sollen sie sich auch auf den Straßen, in Büros, Werkstätten und Haushalten nützlich machen. In den Fabriken sollen sie flexibler werden, um individuelle Kundenwünsche mit der Effizienz von Massenproduktion erfüllen zu können. Allein, die Forderung ist nicht so leicht umzusetzen. Ein jetzt abgeschlossenes EU-Projekt soll dabei helfen.

Vor mittlerweile zehn Jahren identifizierte eine von den Fraunhofer-Instituten IPA und ISI erstellte Studie die Software als wichtigen Grund, warum der Markt für Serviceroboter sich viel langsamer entwickelte als erhofft: „Die Entwicklung von Software verursacht signifikante Kosten bei den Herstellern und Integratoren von Servicerobotern. Vielfach übersteigen Umfang und Risiko der für typische Servicerobotersysteme benötigten Software die Erfahrung und die Ressourcen der potenziellen Ausrüster“, resümierten die Autoren der Effirob-Studie und formulierten einen Vorschlag zur Abhilfe: „Dem ließe sich entgegenwirken, indem öffentliche Repositories mit standardisierten und wiederverwendbaren Komponenten zur Verfügung gestellt und gefördert werden, um durch kooperatives Software-Engineering Kosten und Risiko zu reduzieren.“ Genau dies ist das Ziel des EU-Projekts RobMoSys, das jetzt zum Abschluss gekommen ist.

Bei einer Laufzeit von vier Jahren war RobMoSys mit einem Budget von acht Millionen Euro ausgestattet, um „durch Schaffung eines Ökosystems aus Gütern und Dienstleistungen die Softwarepraxis und Projektplanung der europäischen Industrie zu verbessern“, wie Projektkoordinator Huascar Espinoza von der französischen Kommission für alternative Energien und Kernenergie (CEA) jetzt bei der Abschlusskonferenz des Projekts erläuterte. Von den Finanzmitteln sollte etwa die Hälfte auf dem Weg der Kaskadenfinanzierung weitergegeben werden: Im Rahmen von zwei Open Calls konnten sich Firmen und Forschungsinstitute um Projektgelder in unterschiedlichen Höhen und Laufzeiten bewerben. Die Projekte sollten die im Rahmen von RobMoSys entwickelten Werkzeuge nutzen, sie weiter entwickeln und sich dabei an fünf Szenarien orientieren.

Diese als Pilots bezeichneten Anwendungsszenarien erinnern zum Teil an Wettbewerbskategorien beim RoboCup. So nutzt das Szenario zumGütertransport innerhalb von Fabriken ähnlich wie die Logistics League beim RoboCup den Roboter Robotino der Firma Festo, die Aufgabenstellung für mobile Manipulation in häuslicher Umgebung, die sich auf den Roboter TIAGo von PAL stützt, ähnelt dem Wettbewerb RoboCup@home.

Im Grunde genommen strebt RobMoSys nach dem virtuellen Legostein der Robotik. Die Softwarekomponenten sollten so leicht und vielfältig miteinander kombinierbar sein, wie die Bausteine des dänischen Spielzeugherstellers, erklärte Christian Schlegel (Technische Hochschule Ulm). Mehrere Konferenzteilnehmer berichteten von ersten Erfolgen dieses Ansatzes. So konnte Marta Millet (Robotnik) darauf verweisen, dass sich die im Rahmen von RobMoSys entwickelte Navigationssoftware als sehr hilfreich erwiesen habe bei der Integration des von ihrer Firma entwickelten Transportroboters Summit-XL Steel in eine neue industrielle Anwendung, bei der es unter anderem um die Erstellung von Umgebungskarten, autonome Navigation und die Kollaboration mit menschlichen Arbeitern ging. Carl Buckley lobte das Editing Tool $(LE:Papyrus4Robotics, das sich als leicht nutzbar und leistungsfähig erwiesen habe. Die C++-Codierung für das offene Betriebssystem ROS2 sei deutlich beschleunigt worden.

In einer Diskussionsrunde lobte Luca Marchionni (PAL Robotics) den modularen RobMoSys-Ansatz. Er sei sehr hilfreich, um sich der schnellen Marktentwicklung anzupassen. Die Service-Robotik werde sich wahrscheinlich analog zu den Smartphones entwickeln und Plattformen für eine Vielzahl von Apps entwickeln, vermutet er. Da die Software mehr und mehr ausschlaggebend für die Performance sei, benötigten die Roboter eine Abstraktionsschicht, die es ihnen erlaube, sich an unterschiedliche Programme anzupassen. Andreas Bihlmaier (ABB Robotics) zeigte sich überzeugt, dass die Robotik nicht vorankommen werde, wenn sie sich nicht zu einer horizontalen Industrie nach dem Vorbild der Personalcomputer entwickle, bei der Komponenten unterschiedlicher Hersteller miteinander kombiniert werden können

Um Roboter zu realisieren, die nicht nur für einen eng definierten Zweck, sondern vielfältig eingesetzt werden können, bräuchte es zudem mehr Künstliche Intelligenz. „Roboter, die stur eine vorprogrammierte Pick-and-Place-Bewegung ausführen, ohne zu bemerken, dass sie ins Leere gegriffen haben, zeigen sehr klar, wie viel an Weltwissen ihnen noch fehlt“, so Bihlmaier.

(mho)