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RoboCup-WM: Nicht-kickende Roboter retten und helfen

Sie retten und arbeiten im Haushalt: heise online hat sich mit Organisatoren und Teilnehmern über die nicht-kickenden Roboter der RoboCup-WM unterhalten.

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(Bild: Hans-Arthur Marsiske)

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Der RoboCup startete 1997 als reiner Fußballwettbewerb für Roboter. Doch mit der Zeit kamen nach und nach andere Ligen hinzu, für Rettungsroboter, Haushaltsroboter und zuletzt auch für industrielle Anwendungen. Am zweiten Setup-Tag bot sich vor der offiziellen Eröffnung des Turniers die Gelegenheit, mit Organisatoren und Teilnehmern dieser Wettbewerbe zu sprechen, die ohne Ball auskommen.

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Viele verbinden mit dem RoboCup fußballspielende Roboter. Dabei beinhaltet der RoboCup unterschiedlichste Disziplinen und Ligen – beispielsweise solche für fleißige Buttler und nimmermüde Lastenesel.

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Während an der Arena für Rettungsroboter noch letzte Arbeiten vorgenommen werden, um sie für die RoboCup-WM 2019 fertig zu machen, erläutert Sören Schwertfeger von der ShanghaiTech University bei einem Rundgang einige der Aufgaben, die den Robotern hier gestellt werden.

Zunächst einmal geht es darum, die teilweise sehr unebenen Wege überhaupt zu überwinden. Dabei sollen die Roboter zudem möglichst genaue Karten der Umgebung erstellen, Objekte erkennen und lokalisieren sowie Manipulationsaufgaben erfüllen. Die Arena bietet keine naturalistische Darstellung einer Katastrophenumgebung, etwa nach einem Erdbeben, sondern soll mit geringem Aufwand exakt reproduzierbar sein, um die Leistungen der Roboter quantifizieren und vergleichen zu können.

Sören Schwertfeger, Mitorganisator und Schiedsrichter in der Rescue Robot League (Quelle: Hans-Arthur Marsiske)

Seit ihren Anfängen im Jahr 2000 entwickelt sich die Rescue Robot League in enger Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST). Ein Ziel dabei ist es, Standardtestmethoden für Roboter zu entwickeln, die dann wiederum die Grundlage für Beschaffungsvorhaben bieten können.

Philipp Koch vom Team AutonOHM schildert den Wettbewerb aus Teilnehmersicht und beschreibt den Roboter, mit dem es die Nürnberger beim RoboCup zuletzt auf Platz 5 geschafft haben. Ein Kettenantrieb mit vier beweglichen Flippern habe sich bislang am besten bewährt, um größtmögliche Mobilität zu gewährleisten, sagt Koch.

Philipp Koch vom Rescue-Team AutonOHM aus Nürnberg (Quelle: Hans-Arthur Marsiske)

Für die Detektion von Opfern, Warnschildern und Objekten ist der Roboter mit Kameras, einer Wärmebildkamera und einem Kohlendioxidsensor ausgestattet. Die Steuerung des Arms erfolgt über inverse Kinematik, das heißt, statt die einzelnen Gelenke so einzustellen, dass die gewünschte Position erreicht wird, gibt der Operator eben diese Position des Greifers vor und der Roboter errechnet die dafür erforderlichen Gelenkstellungen. Gleichwohl bleibt die Kontrolle des Roboters eine Herausforderung. Um dem Operator eine bessere Situationswahrnehmung zu ermöglichen, ist unten am Chassis daher eine weitere Kamera angebracht, die den Blick auf den Roboter selbst ermöglicht.

In der Rescue Robot League sollen die Roboter möglichst viele Aufgaben autonom erledigen, dürfen aber von einem Operator gesteuert werden. In der RoboCup@home League dagegen sind autonome Roboter gefordert. Das mexikanische Team Pumas hat in diesem Wettbewerb für Haushaltsroboter im vergangenen Jahr zwei zweite Plätze erreicht: einen in der Kategorie Open Platform mit dem selbst konstruierten Roboter Justina, den anderen mit dem Human Support Robot von Toyota in der Kategorie Standard Platform.

Teamleiter Jesús Savage von der Nationalen Autonomen Universität Mexiko erläutert im Interview, welche Herausforderungen sich bei diesem Wettbewerb stellen: Die Roboter sollen auf einen gesprochenen Befehl hin Gegenstände holen und an den gewünschten Ort bringen oder Gäste begrüßen und zu einem freien Platz begleiten.

Jesús Savage vom mexikanischen Team Pumas in der RoboCup@home (Quelle: Hans-Arthur Marsiske)

Aus den Daten eines Laserscanners an der Basis des Roboters werden zweidimensionale Karten der Umgebung erstellt, eine Kinect-Kamera am Kopf erzeugt dreidimensionale Daten. Bis der Roboter in den so erzeugten Punktwolken bestimmte Gegenstände erkennen und deren Bedeutung verstehen, also etwa einen Tisch von einem Schrank oder Stuhl unterscheiden könne, dürften wohl noch fünf Jahre vergehen, schätzt Savage. Jetzt konzentriert er sich erst mal auf dieses Turnier. Um einen der vorderen Plätze zu erreichen, müsse man vor allem die Deutschen im Auge behalten. Insbesondere das Team Homer von der Uni Koblenz sei sehr stark.

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(Bild: Hans-Arthur Marsiske)

(olb)