Neue Robotergeneration: Stets zu Diensten

Langsam rollt der einarmige Roboter zum Küchentisch. Vorsichtig greift er mit seinen drei Fingern die Flasche Apfelsaft und stellt sie zu den Gläsern vor sich auf dem Tablett ab. Dann fährt er zurück ins Wohnzimmer und serviert den Gästen die Getränke.

So oder ähnlich könnten künstliche Assistenten in Zukunft arbeiten. Der nur 1,45 Meter große Care-O-bot® 3 ist der Prototyp einer neuen Serviceroboter-Generation, die dem Menschen im Haushalt zur Hand gehen sollen. Entwickelt wurde der gelehrige Gehilfe von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Die Wissenschaftler arbeiten schon seit mehr als zehn Jahren an mobilen Service-Robotern. Auf der Messe Automatica stellen die Forscher den Care-O-bot® 3 erstmals in Halle B3, Stand 339 sowie auf dem Stand der Firma Schunk in Halle A2, Stand 103 vor.

Aber wie erkennt der Roboter, wo die Gegenstände sind? Und wie wird sicher gestellt, dass er mit seinem Arm nicht aus Versehen einen Menschen streift? Um das zu verhindern ist er mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet. Stereovision-Farbkameras, Laserscanner und eine 3-D-Tiefenbildkamera ermöglichen es dem Care-O-bot® 3, seine Umgebung in Echtzeit in 3-D zu erfassen. Kommt zum Beispiel ein Mensch in den Radius seines Arms, stoppt er die Bewegung.

Eine weitere Besonderheit des kleinen, flexiblen Helfers: Er kann in jede beliebige Richtung fahren. „Möglich macht das eine omnidirektionale Plattform, mit vier gelenkten und angetriebenen Rädern“, erläutert Birgit Graf, die am IPA die Gruppe für Haushalts- und Assistenzroboter leitet. „So kann der Roboter sogar enge Stellen in einer Wohnung sicher passieren.“ Der neue Care-O-bot® ist mit einem hochflexiblen Arm mit sieben Freiheitsgraden sowie mit einer

3-Finger-Hand ausgestattet. Damit kann er Flaschen, Tassen oder ähnliches greifen und Geräte bedienen. Kraftsensoren verhindern zu festes Zugreifen. Arm und Greifer hat die Firma Schunk entwickelt.

An der Vorderseite des Roboters ist ein Tablett angebracht. Darauf kann der Care-O-Bot® zum Beispiel die gewünschte Tasse Kaffee transportieren. In das Tablett ist auch ein Touchscreen integriert, über das sich der Gehilfe steuern lässt. „Der Roboter lässt sich aber auch über Sprache dirigieren. Anders als seine Vorgänger kann er sogar Gesten erkennen und darauf reagieren“, erläutert Graf. In seiner Datenbanken hat der Roboter eine Vielzahl von Haushaltsgegenständen gespeichert. Er weiß zum Beispiel wie eine Tasse aussieht und wo er sie in der Küche findet. Er kann aber auch lernen, neue Gegenstände zu erkennen. Der Nutzer gibt dem Roboter die unbekannten Objekte einfach nur in die Hand, damit er sich ein dreidimensionales Bild davon machen kann. Ähnlich leicht erlernt der Care-O-bot® 3 auch neue Bewegungsabläufe. Das Abwischen eines Tisches trainiert der Haushalts-Assistent, indem der Benutzer den Gelenkarm führt und die Aufgabe vor macht.

Wie ein Mensch sieht der neue Roboter jedoch nicht aus. „Mit dem neuartigen Design von Care-O-bot® 3 haben wir bewusst Abstand zu existierenden, humanoiden Servicerobotern genommen“, betont Care-O-bot-3-Projektleiter Christopher Parlitz vom IPA. Dank neuer flexibler Materialien und Verbundwerkstoffe ist die Hülle weich und nachgiebig. „Das ermöglicht leichte Dreh- und Neigebewegungen des Robotertorsos, die sowohl zur Positionierung der Umgebungssensoren als auch zur Unterstützung der Interaktion genutzt werden“, erläutert Parlitz. Entwickelt wurden die robotergerechten Materialien von Bayer-Material-Science.