Mobilen Robotik

Mars-Rover Spirit muss den Winter überstehen

Arne am 26.01.2010 um 21:37 Uhr - zum Artikel

Der Mars-Rover Spirit bleibt wohl an seinem jetzigen Platz. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA schreibt, dass man nur noch wenige Manöver im Kopf hat, um Spirit zu befreien. Man will sich daher nun darauf fokussieren, den Mars-Rover in eine Lage zu bringen, in der er den harten marsianischen Winter überstehen kann.

„Spirit is not dead; it has just entered another phase of its long life,“ said Doug McCuistion, director of the Mars Exploration Program at NASA Headquarters in Washington. „We told the world last year that attempts to set the beloved robot free may not be successful. It looks like Spirit's current location on Mars will be its final resting place.“

JPL

Man wird noch einige Manöver ausprobieren, die man in den letzten Monaten in einer extra dafür konstruierten Sandkiste in NASAs Jet Propulsion Laboratory mit einem Doppelgänger von Spirit ersonnen und ausprobiert hatte. Da aber eines der Räder bereits über keinen Antrieb mehr verfügt, schwinden die Chancen, Spirit bis zum im Mai anbrechenden marsianischen Winter freizufahren.

Der Test-Sandkasten in KalifornienDer Test-Sandkasten in Kalifornien

So wie es aktuell aussieht, wird der Mars-Rover also bis zum Ende seiner Tage an dem Ort bleiben, an dem er sich im April 2009 festgefahren hatte. Die Untersuchungen sollen aber auch an diesem Ort weitergehen, wenn es der Rover durch Winter und Frühling schafft. Auch an Ort und Stelle können weitere Dinge untersucht werden. Schließlich weiß man schon jetzt mehr über die Rutschfestigkeit des Marsbodens als man es ohne diese Notlage jemals herausgefunden hätte. Der Rover wird wohl also in Zukunft unfreiwillig die erste Mars-Bodenstation werden.

Der Fokus liegt nun mehr und mehr darauf, den Rover in eine Lage zu bringen, die die Solarzellen in einen geeigneten Winkel stellt, damit er den Winter über genug Energie hält.

„Every bit of energy produced by Spirit's solar arrays will go into keeping the rover's critical electronics warm, either by having the electronics on or by turning on essential heaters.“

JPL

Spirits Bruder/Schwester Opportunity übrigens ist weiterhin mobil und erkundet zur Zeit einen Krater auf dem Mars. Die beiden Rover sind seit dem Januar 2004 auf dem Mars und haben beide für sich alle Erwartungen weit übertroffen und mit ihren sechs Jahren Einsatz bereits jetzt das ursprünglich geplante Ziel, eine 90-tägige Mission, pulverisiert.

Hondas Kurzfilm „Living with Robots“

Arne am 25.01.2010 um 14:30 Uhr - zum Artikel

Honda hat vor einigen Tagen einen wunderbaren Kurzfilm zur Robotik veröffentlicht: Living with Robots. Der Film ist natürlich primär ein Werbefilm für Honda. Er zeigt, was Honda in der Robotik unternimmt, was Honda sich davon verspricht und wie weit sie in einzelnen Bereichen sind. Er ist darüber hinaus aber einfach eine gut gemachte Mischung aus schönen Bildern von Hondas gegenwärtiger Robotik, Kommentaren von Honda-Entwicklern und Aussichten auf die Zukunft.

I think the world is a better place with robots. And we need more of them.

Natürlich spielt ASIMO eine primäre Rolle in dem Film, denn ASIMO ist das Paradestück von Honda und nach wie vor weltweit die Speerspitze der zweibeinigen Robotik.

Und hier ist das Video:

Honda – Living with Robots

Willow Garage veröffentlicht ROS 1.0

Arne am 23.01.2010 um 15:39 Uhr - zum Artikel

Willow Garage hat nach über zwei Jahren Entwicklung das erste Major-Release – ROS 1.0 – seines Open-Source-Betriebssystems für Roboter freigegeben.

Willow Garage, das Unternehmen, das zur Zeit auch für die Entwicklung von der quelloffenen Vision-Library OpenCV verantwortlich zeichnet, hat darüber hinaus auch eine Reihe von Libraries in der Version 1.0 freigegeben, die in Kombination mit ROS den Betrieb eines Roboters erlauben.

Dabei handelt es sich sowohl um Core-Libraries für das Eigenmodell des Roboters und allgemeine Visualisierung, als auch um Hardware-Treiber für Sensoren und Eingabe-Geräte, Tools für Navigation und SLAM und vieles mehr.

Hat schon jmd. Erfahrungen mit ROS gemacht? Lässt sich das einfach für Roboter nutzen? Ich überlege seit längerer Zeit, mal meinen RP6 damit zu betreiben, bin aber bislang nicht über die bloße Idee hinaus gelangt.

Einführung in ROS

Humanoider Roboter aus Dortmund klettert

Arne am 20.01.2010 um 16:16 Uhr - zum Artikel

Ein humanoider Roboter aus Dortmund hat das Klettern gelernt. Er klettert dabei nicht wie hier bereits vorgestellte Kletter-Roboter glatte Wände unterschiedlicher Materialien hoch. Er klettert stattdessen – wie es sich für einen anständigen Humanoiden gehört – sehr viel menschenähnlicher eine Kletterwand hoch.

Die Bewegung ist beeindruckend, man mag zu Beginn des Videos gar nicht glauben, dass der Roboter mit den Füßen wirklich die Griffe trifft, darauf stehen bleibt und sich abdrücken kann. Aber es funktioniert:

Klettern an der Kletterwand

Der Roboter namens Bioloid klettert an der mit Griffen ausgestatteten Kletterwand nicht etwa mit einem vordefinierten Pfad oder sogar vordefinierten Motorkommandos, sondern autonom. Den besten Pfad nach oben sucht er sich kamerabasiert selbst heraus, wenngleich die Kamera (noch) nicht am Roboter angebracht ist, sondern extern.

Die Programmierung des Roboters stammt von Marco Wickrath von der TU Dortmund in Zusammenarbeit mit der University of Manitoba in Kanada. Ich sehe mit Freude, dass ein Student meiner Heimat-Uni es mit seiner Demo bis in die internationale Robotik-Szene schafft.

Nebenan in der Video-Abteilung ist noch ein weiteres Video des Bioloid zu sehen, das die Geschwindigkeit und Zielgenauigkeit demonstriert, mit der der Roboter die Griffe auswählt.

[Linkdump] Roboter als Blumenmädchen, Zahnarzt und Segelboot

Arne am 19.01.2010 um 16:20 Uhr - zum Artikel

Robotische Links der vergangenen Tage. Ein Roboter als Blumenmädchen, ein Roboter als Zahnarzt, autonomes Segeln, ein virtueller Hörsaal und mehr. Darüber hinaus sind in den letzten Tagen wieder einige spannende Robotik-Videos dazugekommen.

Sex-Roboter
Stern.de über den angeblich ersten Sexroboter der Welt, der vor wenigen Tagen parallel zur CES auf der Erotikmesse Adult Entertainment Expo (AEE) vorgestellt wurde. „»Ich liebe es, deine Hand zu halten«, sagt der dunkelhaarige, in ein Negligé gekleidete Roboter, als seine Sensoren eine Berührung bei einer Präsentation an seiner Hand feststellten.“
Sex-Roboter für traute Gespräche
(Stern.de, AP, 13. Januar 2010)

Hochzeits-Roboter
Gizmodo schreibt die Geschichte einer Schwester, Studentin in Stanford, auf, die der Braut, einem Roboter-Fan, zur Hochzeit ein Roboter-Blumenmädchen für die Zeremonie baut. „WeddingBot (or so I call it) was built for my sister, Allegra, since she didn't know any young children to act as flower child or ring bearer.“
Robot Flower Girl Looks Adorable In Pink (englisch)
(gizmodo, Joel Johnson, 13. Januar 2010)

Zahnmedizin
Die Robotik wagt sich Stück für Stück auch in die Zahnmedizin vor. Forscher der Uni Ulm haben diesbezüglich großes vor, wie bei den VDI-Nachrichten geschrieben steht: „Automatisch setzt sich ein winziger Laserkopf in Bewegung und taucht die Zahnreihen in fluoreszierendes Licht. Verfärbungen markiert das System im µm-genauen 3D-Atlas des zerklüfteten Zahngebirges. Anhand der Koordinaten nähert sich ein zweiter Laserkopf und pickt Zahnstein und angegriffenen Zahnschmelz weg.“
Dentalroboter jagen Karius und Baktus
(VDI nachrichten, Stefan Asche, 15. Januar 2010)

Atommüll
Der Atommüll des desaströsen Enlagers Asse soll nun mit frngesteuerten Robotern geborgen. Angeblich wären auch für menschliche Arbeiter die Strahlungs-Schwellwerte noch weit unterschritten und damit harmlos, aber „nach dem Öffnen der Kammern müssen wir gegebenenfalls eine Neubewertung vornehmen“. Nunja.
Roboter sollen Atommüll aus Asse holen
(Braunschweiger Zeitung, Michael Ahlers, 15. Januar 2010)

Autonomes Segeln
Eigentlich wirken autonome Segelboote eher wie Spielerei oder maximal eine Technikdemo, ein Proof-of-Concept. Sogar Wettbewerbe für autonome Segler existieren. Das weltweit führende, österreichische Roboter-Segelboot ASV Roboat soll jetzt aber einen ernsthafteren Einsatz fahren, es soll Walpopulation im Pazifik beobachten.
Österreichisches Roboter-Segelboot wird Wale erforschen
(derStandard.at, 15. Januar 2010)

Virtuelles Lernen
Das Seminar zu Künstlicher Intelligenz an der Uni Zürich findet in einem virtuellen Raum statt und ermöglicht es so 370 Studenten aus aller Welt, daran teilzunehmen. Die Zeit berichtet über die Vorlesung und kleinere Startschwierigkeiten. „»Ups!« Thierry Bücheler, wissenschaftlicher Assistent an der Uni Zürich, hat versehentlich [das Skelett] im Boden versenkt.“
Als Avatar im Seminar
(Zeit Online, Tin Fischer, 19. Januar 2010)

Hinweise zu lesenswerten Artikeln nehme ich jederzeit gerne entgegen an botzeit@ohmpage.org.

Future Combat System wird gekürzt

Arne am 16.01.2010 um 13:27 Uhr - zum Artikel

Statt Zukunft …Statt Zukunft …

Das US-Militär kürzt sein ambitioniertes Future Combat System zugunsten der immer länger und teurer werdenden Einsätze in Afghanistan und Irak. Die jüngsten Streichungen aus finanziellen Gründen betreffen den MULE und den FireScout.

MULE war ein autonomes Lastentier, dessen Vorfahr BigDog bereits für erhebliche Aufruhr und wirklich beeindruckende Videos gesorgt hat. Der FireScout war ein geplanter, autonomer Militär-Helicopter, der seine Kollegen in der Luft, die Militär-Drohnen, mit Sicherheit in Sachen Flexibilität und Wendigkeit abgehängt hätte.

So wenig in weiten Kreisen, so auch bei mir, Militärroboter beliebt sind, so schade ist es doch um die nun fehlenden Impulse für die Robotik, die erfahrungsgemäß von militärischen Projekten ausgehen. Unter anderem wegen der enormen finanziellen Möglichkeiten und Manpower, die hinter derlei militärischen Projekten stecken.

… nur noch Modernisierung… nur noch Modernisierung

Folgerichtig zu den jüngsten Zu­sam­men­strei­ch­ung­en, die es ja auch vorher schon gab, heißt das vormalge Future Combat System jetzt nur noch Army Brigade Combat Team Modernization. Mo­der­ni­sier­ung statt Zukunft. Schade.

Die ursprünglichen ambitionierten Pläne, ein hochgradig vernetztes Team aus bemannten und unbemannten Fahr- und Flugzeugen zu Land, zu Wasser und in der Luft zu schaffen, hätte viele Herausforderungen für die Robotik bedeutet und wohl viele spannende Entwicklungen gebracht. Wieviel davon jetzt noch bei der geplanten Modernisierung des Militärs übrig bleibt, ist fraglich. Gerade weil mehr und mehr die finanziellen Möglichkeiten, naturgemäß eine der Stärken des Militärs, wegbrechen.

Via BotJunkie.

Roboterbegriff – Teil 2: Einige Definitionen

Jörn und Arne am 15.01.2010 um 00:02 Uhr - zum Artikel

Der Begriff „Roboter“ ist nicht deutlich definiert, war es noch nie und wird es vermutlich auch nie sein. Dazu werden bereits jetzt zuviele Maschinen unterschiedlicher Ausprägung, Mobilität und Autonomie als Roboter bezeichnet.

Ursprünglich entstammt der Begriff dem slawischen Wort „robota“, das Arbeit oder Fronarbeit bezeichnet … ein Roboter ist demnach also ganz allgemein ein Diener für den Menschen.

Bereits in unserem ersten Teil wurde die Schwierigkeit der Abgrenzung von Robotern gegenüber herkömmlichen Maschinen angeschnitten. In diesem Beitrag versuchen wir uns dem Roboterbegriff darüber weiter anzunähern, dass wir einige bekannte Roboter-Definitionen zusammentragen.

Es haben sich bereits etliche Wissenschaftler und Institutionen daran versucht, den Roboterbegriff in konkretere, präzisere und zeitgemäße Formen zu gießen. Längst haben Roboter eine unzählige Vielfalt an Gestalten angenommen und werden zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt.

Hier also einige Definitionen, auf die man stößt:

Roboter allgemein

  1. Das Robot Institute of America sagt: „Ein Roboter ist ein programmierbares Mehrzweck-Handhabungsgerät für das Bewegen von Material, Werkstücken, Werkzeugen oder Spezialgeräten. Der frei programmierbare Bewegungsablauf macht ihn für verschiedenste Aufgaben einsetzbar.“

  2. Die deutschsprachige Wikipedia sagt: „Ro­bo­ter sind sta­tio­nä­re oder mo­bi­le Ma­schi­nen, die nach ei­nem be­stim­mten Pro­gramm fest­ge­leg­te Auf­ga­ben er­fül­len.“

  3. Die englischsprachige Wikipedia sagt deutlich ausführlicher: „A robot is a virtual or mechanical artificial agent. In practice, it is usually an electro-mechanical system which, by its appearance or movements, conveys a sense that it has intent or agency of its own. The word robot can refer to both physical robots and virtual software agents [...]. There is no consensus on which machines qualify as robots, but there is general agreement among experts and the public that robots tend to do some or all of the following: move around, operate a mechanical limb, sense and manipulate their environment, and exhibit intelligent behavior, especially behavior which mimics humans or other animals.“

  4. Auf der Website itwissen.info steht zu lesen: „Ro­bo­ter sind pro­gramm­ge­steu­er­te Ma­schi­nen für Hand­ha­bun­gen ohne mensch­li­chen Ein­griff. Die Ro­bo­ter-Steu­e­rung er­folgt durch Com­pu­ter, die mit Sen­so­ren und an­de­ren er­ken­nungs­tech­ni­schen Ele­men­ten, Be­we­gungs-, Greif-, Hal­te- und Be­ar­bei­tungs­or­ga­nen zu­sam­men­wir­ken.“

  5. Neogrid, das innovative EDV Lexikon, sagt: „Unter dem Begriff Roboter ist eine mit Sensoren ausgestattete Maschine, die selbständig, umfassende Aufgaben erfüllen kann, zu verstehen.“

Industrieroboter

Der Begriff des Industrieroboters ist etwas einfacher handhabbar, da er zum Einen nur einen Teilbegriff definiert und von zahlreichen industrienahen Organisationen und Verbänden klar definiert wurde. Zwei populäre deutsche Beispiele dafür sind:

  1. Die Deutsche Industrienorm, naturgemäß recht penibel bei Definitionen: „Ein Industrieroboter ist ein automatisch gesteuerter, frei programmierbarer […] Mehrzweck- […] Manipulator […], der in drei oder mehr Achsen […] programmierbar ist und zur Verwendung in der Automatisierungstechnik entweder an einem festen Ort oder beweglich angeordnet sein kann“ [1] (DIN EN ISO 8373)

  2. Die VDI-Richtlinie 2860 sagt: „Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d. h. ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen.“

Spezielle Roboter und Roboterteile

Die JARA, Japan Robot Association, hat konkretere Definitionen für mehrere, verschiedene Roboterbegriffe und -teile:

  1. Manual Manipulator: Handhabungsgerät, das kein Programm hat, sondern direkt vom Bediener geführt wird.

  2. Fixed Sequence Robot: Handhabungsgerät, das wiederholt nach einem konstanten Bewegungsmuster arbeitet. Das Ändern des Bewegungsmusters ist relativ aufwendig.

  3. Variable Sequence Robot: Handhabungsgerät, wie Fixed Sequence Robot, jedoch mit der Möglichkeit, den Bewegungsablauf schnell und problemlos zu ändern.

  4. Playback Robot: Der Bewegungsablauf wird diesem Gerät einmal durch den Bediener vorgeführt und dabei im Programmspeicher gespeichert. Mit der im Speicher enthaltenen Information kann der Bewegungsablauf beliebig wiederholt werden.

  5. Numerical Control Robot: Dieses Handhabungsgerät arbeitet ähnlich wie eine NC-gesteuerte Maschine. Die Information über den Bewegungsablauf wird dem Gerät über Taster, Schalter oder Datenträger zahlenmäßig eingegeben.

  6. Intelligent Robot: Diese höchste Roboterklasse ist für Geräte gedacht, die über verschiedene Sensoren verfügen und damit in der Lage sind, den Programmablauf selbsttätig den Veränderungen des Werkstücks und der Umwelt anzupassen.

Die International Federation of Robotics weist im Vorfeld ihrer Definition von Servicerobotern erst einmal darauf hin, dass eine Definition weder leicht noch weit akzeptiert ist:

Service robots have no strict internationally accepted definition, which, among other things, delimits them from other types of equipment, in particular the manipulating industrial robot.

Versucht sich dann aber trotzdem an einer Definition:

IFR, however, have adopted a preliminary definition: A service robot is a robot which operates semi- or fully autonomously to perform services useful to the well-being of humans and equipment, excluding manufacturing operations. With this definition, manipulating industrial robots could also be regarded as service robots, provided they are installed in non-manufacturing operations. Service robots may or may not be equipped with an arm structure as is the industrial robot. Often, but not always, the service robots are mobile. In some cases, service robots consist of a mobile platform on which one or several arms are attached and controlled in the same mode as the arms of the industrial robot. Because of their multitude of forms and structures as well as application areas, service robots are not easy to define. Since 2007 a working group of ISO is revising the ISO 8373 which finally will include an official definition of service robots.

Die Definition enthält nicht umsonst vage Konstruktionen wie maybe, may or may not und not always. Wer weiß, ob die zum Ende angekündigte ISO 8373 zumindest für Serviceroboter eine konkrete Definition bieten kann.

Was tun?

Allein die genannten Definitionen zeigen eine Breite verschiedener Aspekte des Begriffs, obwohl hier aufgeführte Definitionen lediglich eine Auswahl der existierenden Definitionen darstellt. Interessant und schwierig ist dabei auch, was die englischsprachige Wikipedia als Einzige in der aufgeführten Riege zu berücksichtigen scheint: Der Begriff „Roboter“ wird mehr und mehr für reine Software-Roboter verwendet. Jegliche Definitionen, die von Maschinen oder Mechanismen reden, laufen dort ins Leere. Es scheint sich zwar herauszustellen, dass Roboter eher für die Maschine und Bot eher für reine Software verwendet wird, aber auch hier liegen noch weitere Schwierigkeiten für eine saubere Definition. Gerade weil die Fortentwicklung zukünftiger Robotergenerationen - auch der physisch präsenten - in Zukunft zunehmend durch Softwaretechnologien geprägt sein wird.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass primär zwei erfolgreich Ansätze unter den aufgeführten erkennbar sind:

  1. wie es die englischsprachige Wikipedia macht: Eine Reihe von Eigenschaften aufzählen, von denen ein Roboter eine, mehrere oder alle besitzen kann. Hierbei ist schwierig, nicht zu viele Eigenschaften zu nennen, so dass nicht im Endeffekt jeder Toaster und jede Lampe ein Roboter ist.

  2. sich darauf zu einigen, dass all die Dinge, die wir als Roboter bezeichnen, zu verschieden sind und man daher lieber einzelne Roboterklassen separat definiert.

Vielleicht bietet sich in Analogie zur Biosystematik bei Lebewesen eine Taxonomie oder zumindest eine Ontologie auch für Roboter an. Auf diese Weise ließen sich beide Ansätze vereinen. Auf oberster Ebene trohnt ein allgemeiner Roboterbegriff. Er ist knapp und nennt diejenigen Eigenschaften, die allen Robotern gemein ist. Dieser wird anschließend über eine hierarchische Struktur innerhalb der Systematik in feinere und präzisere mit Unterbegriffen benannte Familien und Klassen unterteilt.

Aber bis das geschehen ist, verlassen wir uns vielleicht besser auf unser ganz wunderbar arbeitendes Gehirn und halten es mit den Worten des US-amerikanischen Ingenieurs Joseph Engelberger (Entwickler des ersten Industrieroboters Unimate), der sagte:

Ich kann nicht genau sagen, was ein Roboter ist, aber ich weiß, dass es einer ist, wenn ich einen sehe.

Joseph Engelberger
1
Die Auslassungen innerhalb des Zitats nennen lediglich die Normen der jeweiligen Begriffe.

Anti-Terror-Roboter am Flughafen in Boston

Arne am 14.01.2010 um 18:03 Uhr - zum Artikel

Der Logan Airport in Boston hat seit Kurzem einen Anti-Terror-Roboter im Einsatz, der bei gefährlichen oder verdächtigen Gepäckstücken helfen soll. Der ferngesteuerte Roboter soll der Flughafenpolizei zur Hand gehen und kann sich einzelne verdächtige Gepäckstücke aus einer Menge von Koffern herauspicken.

Anti-Terror-Roboter am Logan Airport in BostonAnti-Terror-Roboter am Logan Airport in Boston

Der Vorteil ist offensichtlich: Sollte sich in dem Gepäckstück tatsächlich etwas Gefährliches befinden, wird im Zweifelsfall ein Roboter zerstört, aber kein Mensch verletzt.

Irgedwie ist es spannend zu beobachten, wie Roboter Stück für Stück immer größere Verbreitung finden und Stück für Stück näher an unseren Alltag heranrücken. Mit solchen Entwicklungen wie diesen hier ist es nur eine Frage der Zeit, bis uns im Alltag regelmäßig und selbstverständlich mehrere Roboter umgeben. Die Zeit, in der Roboter nur in Fabriken herumstehen, ist jedenfalls schon jetzt vorbei.

Via Botropolis.