Innovationen: Forscher arbeiten an intuitiv handelndem Roboter

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat einen Gehroboter gebaut, der vor allem eines erlernen soll: Das selbständige Gehen in einer neuen, unbekannten Umgebung.

Die Gehmaschine "TORO" des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wurde nach dem Modell des menschlichen Körpers gebaut.

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Angefangen hat es im Sommer 2009 mit zwei Beinen und einer darauf montierten Kamera. Allerdings war das äußerlich noch weit entfernt von einem Roboter nach menschlichem Vorbild. Nach und nach aber wurde die Gehmaschine "TORO" des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) menschenähnlicher: Ein Oberkörper, ein Kopf mit Kameraaugen und Oberarme folgten. Mit Unterarmen und Händen ist "TORO", der mit Sensoren und nachgiebigen Gelenken feinfühlig auf seine Umgebung reagieren kann, jetzt komplett.

Was für den Menschen einfach ist, wird TORO von nun an in kleinen Schritten lernen müssen: Treppensteigen oder Türöffnen beispielsweise. "Mit dem vollständigen Roboterkörper können wir jetzt die Abläufe testen, bei denen der Roboter vorausschauend und fließend Bewegungsabläufe des Menschen durchführt", erklärt Projektleiter Dr. Christian Ott.

Gehen mit Gefühl

Eines kann "TORO" als Gehmaschine natürlich bereits gut: Gehen. Gleichmäßig setzt der Roboter einen Fuß nach dem anderen auf und bewegt sich in kleinen Schritten vorwärts. Auch wenn die Geschwindigkeit nicht groß ist - bei jedem Schritt nimmt "TORO" über Sensoren in den Füßen wahr, welche Kräfte beim Auftreten wirken. Drehmomentsensoren in den Gelenken sorgen dafür, dass der Roboter flexibel auf seine Umwelt reagiert. Steht die Gehmaschine, balanciert sie Stöße gegen die Beine nachgiebig aus. Auch auf einem Kippbrett schafft "TORO" das bereits.

Wie Roboter den Alltag erleichtern

Krankenpfleger

Ein Roboter CARE-O-bot, der vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung entwickelt wurde, versorgt eine Bewohnerin eines Pflegeheims mit einem Getränk (undatiert). Auch dieser Roboter unterstützt ältere Menschen im häuslichen Umfeld und das Pflegepersonal in Pflegeeinrichtungen.

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Der Koch

Bremer Forscher präsentierten 2013 den Roboter „PR2“, der Popcorn machen und Pfannkuchen wenden kann. Das nötige Vorwissen habe sich dieser unter anderem aus dem Internet geholt, sagte Professor Michael Beetz von der Universität Bremen. Sein Team arbeitet zusammen mit sieben europäischen Partnern in einem auf vier Jahre angelegten Projekt an lernfähigen Robotern. Ziel sei es, diese neue Form der Programmierung zunächst bei Robotern anzuwenden, die alte und pflegebedürftige Menschen bei einfachen Aufgaben unterstützen. Diese könnten in den nächsten zehn Jahren einsatzbereit sein.

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Der Barkeeper

Der Roboter "James" des Münchener Fortiss-Institutes für Hightech-Forschung in München (Bayern) ist als Barkeeper programmiert und soll bei einer Interaktion mit Menschen seine Aufgaben nicht nur richtig erledigen, sondern dabei auch auf die sozialen Bedürfnisse seines Gegenübers eingehen. Wer sich bei James bedankt bekommt die Antwort: "Always a pleasure".

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Kuschelrobbe

Der weiße Sozialroboter namens Paro soll Demenzkranken Zuwendung schenken. Das mit Sensoren vollgestopfte Kuscheltier reagiert auf Berührung, Licht und Bewegung. Es soll für Demenzkranke Zuwendung simulieren - und ist deswegen vor allem nach einer Messepräsentation 2011 heftig umstritten gewesen. Tritt an die Stelle des Zivildienstleistenden oder der Pflegekraft nun der Sozialroboter? 5000 Euro kostet die schnurrende Pelzattrappe.

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Putzhilfe mit gutem Orientierungssinn

Inzwischen schon fast ein Klassiker unter den Haushaltsrobotern ist der autonome Staubsauger. Dieses Modell, ein Samsung Navibot SR 8855, sticht vor allem durch seine Navigationsfähigkeiten heraus. Aus Aufnahmen von einer eingebauten Kamera setzt er ein digitales Abbild des Raums zusammen, den er reinigen soll. Das verhindert laut Hersteller sinnloses Kreuz- und Querfahren wie bei anderen Saugrobotern. Hindernissen weicht der Navibot aus, die eingebauten Sensoren erkennen auch Treppenabsätze. Im Handel gibt es den Navibot ab etwa 320 Euro.

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Freundlicher Krankenpfleger

Dieses freundlich dreinschauende Gesicht gehört einem Roboter aus dem Hause Panasonic. Das Modell Hospi-Rimo soll als Kommunikationsplattform für bettlägerige Patienten dienen, die mit dem Roboter von zu Hause aus mit Arzt, Freunden oder Verwandten per Videokonferenz kommunizieren wollen. Der Roboter kann dabei laut Hersteller mit fragilen Ampullen und Medikamenten so vorsichtig umgehen wie eine Krankenschwester.

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Haarpfleger

Dieser von Panasonic hergestellte Haarwaschroboter widmet sich der Pflege des Haupthaars von bettlägerigen Patienten. Vollautomatisch kann das Gerät eine komplette Haarwäsche durchführen und dabei eine Spülung einmassieren sowie die Haare nach dem Waschen wieder trocknen. Dabei kommen insgesamt 24 robotische Finger zum Einsatz.

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"Wir arbeiten daran, dass das auch im Gehen besser funktioniert", sagt Ott. Dabei sind die Füße von "TORO" auffällig klein. Eine schwierige Hürde, die sich die Wissenschaftler selbst gewählt haben. "Wir wollten es uns mit der geringen Standfläche zum einen schwerer machen, zum anderen kann der Roboter so leichter über Hindernis steigen." Mit der Berücksichtigung von Oberkörper und Armen kommt nun eine weitere Herausforderung hinzu.