Der Oncilla ist verpackt und fertig für die Rückreise. Eingepackt in einem wasser- und stoßfesten Koffer, gemütlich in maßgeschneiderter Schamstoffeinfassung.
Auf geht’s ins neue Zuhause!
Oncilla verpackt
Schlagwort: oncilla
Ein Vierbeiner für Bielefeld
Gestern habe ich mich mit einem leeren speziellen Transportkoffer auf den Weg nach Lausanne in die Schweiz gemacht, um einen neuen Roboter abzuholen und nach Bielefeld zu bringen. Noch ist der Koffer leer, aber für den Rückweg wird mir das BioRob Lab
Hier der aktuelle Zustand des Oncilla-Roboters von heut morgen, noch auf dem Ständer und (noch) mit losen Kabelsträngen. Bis morgen ist Peter (im Bild) noch mit der finalen Verkabelung beschäftigt:
Hier ist ein Video der ersten Gehversuche (bzw. Trab-Versuche) eines Oncilla-Zwillings, das das Reservoir Lab aus Gent Anfang des Jahres gemacht hat:
Ich hole den Roboter persönlich ab, um gleichzeitig auch eine Einführung in die Hardware zu bekommen. Da ich selbst hauptsächlich mit Software arbeite, bin ich in Hardware-Fragen weitgehend unerfahren und benötige dringend einen Crash-Kurs in Inbetriebnahme und Wartung von Vierbeinern, damit ich unseren Oncilla nicht direkt bei den ersten Experimenten zerlege.
Gleichzeitig werden wir auch die Zeit nutzen, ein bisschen an der Control-Software zu hacken, was direkt vor Ort mit den Oncilla-Erschaffern einfacher ist als über größere Distanz. Ziel ist eine einfache API zu entwickeln, da Software und Hardware des Roboters (inklusive Simulator) in naher Zukunft vollständig Open Source sein sollen.
Am Donnerstag geht’s dann samt Roboter im Gepäck zurück zum CoR-Lab
Und dann wartet die eigentliche Arbeit: dem Oncilla neue Tricks beizubringen!
iCub-Kuchen
In related news: Das AMARSi-Projekt ist jetzt zwei Jahre alt und ich bin jetzt schon seit zwei Jahren beim CoR-Lab. Jihaa!
Die neuen Beine des iCub
In der letzten Zeit habe ich einige Male über den iCub geschrieben. Das liegt zum Einen daran, dass ich bekennender iCub-Fan bin und zum Anderen daran, dass ich in letzter Zeit immer häufiger von Arbeitswegen mit ihm in Berührung komme. Endlich finde ich nun die Zeit, mal über eine neue Entwicklung des iCub zu schreiben, die ich schon seit einigen Monaten mit Spannung verfolge und zu der ich jetzt auch Bilder und Videos aus erster Hand zeigen kann: Die neuen Beine des iCub.
Der iCub ist im Rahmen des RobotCub-Projekts seit 2004 entstanden und wird seitdem kontinuierlich weiterentwickelt. Hauptsächlich bezog sich dies in den letzten Jahren auf Weiterentwicklung der Firmware und der iCub-Softwareumgebung, um die vorhandene Hardware immer besser, effektiver und einfacher nutzen zu können. Da der iCub als humanoide Forschungsplattform aber so erfolgreich ist, wird er konsequenterweise auch in Sachen Hardware weiterentwickelt. Kopf, Hände, Arme, Beine … für nahezu alle Teile existieren mehr oder weniger fortgeschrittene Pläne und Ansätze zur Weiterentwicklung.
Am CoR-Lab arbeiten wir zur Zeit noch mit der ersten Version des iCub, auf der Summer School jedoch durfte ich schon mit einer weiterentwickelten Version des iCub arbeiten, die über Kraftsensorik in Armen und Beinen verfügt. Diese Kraftsensoren können (noch relativ grob) Kontaktkräfte messen, die auf Arme und Beine einwirken. So erlaubt diese iCub-Version zum Beispiel, dass man den iCub bei der Hand nimmt und seinen Arm führt; ein bedeutender Fortschritt in der Interaktion von Mensch und Roboter, wenn man ihn anfassen und führen kann. Eine weitere faszinierende Möglichkeit ist, den Roboter in einen Nachgiebigkeits-Modus zu schalten. In diesem Modus reagiert der Roboter auf die Kräfte, die auf ihn wirken, auf die gleiche Art, wie es eine Feder tun würde: Bei kleiner Krafteinwirkung gibt der Roboter ein wenig nach, bei größerer Krafteinwirkung gibt der Roboter deutlicher nach. Der Roboter fühlt sich dadurch sanft und weich an. Dieser Modus, diese Art der Regelung, nennt sich Active Compliance (aktive Nachgiebigkeit). Ein Video mit dieser iCub-Version zeigt, wie Ugo diese Eigenschaften nutzt, um den iCub mit Spielzeug vertraut zu machen:
Bei meinem Besuch am IIT (Italien Institute of Technology in Genua) an einem Tag während der Summer School habe ich eine iCub-Version kennengelernt, die für das AMARSi-Projekt entwickelt wird und dieses Konzept noch weiter treibt. Dieser iCub (der vielleicht irgendwann einmal auf den Namen cCub, Compliant iCub, hören wird), hat nicht nur wie sein Vorgänger in Armen und Beinen jeweils einen Kraftsensor, sondern er verfügt über neue Gelenke, die jeweils sowohl weitere Kraftsensorik als auch echte mechanische Federn integrieren. Was diese integrierten Gelenk-Module in dem Betrachter auszulösen vermögen, wenn sich der iCub damit bewegt, ist eine der faszinierendsten Dinge, die ich in letzter Zeit in der Robotik gesehen habe. Die Kombination aus Active Compliance, also der durch Sensorik und Regelung simulierten Nachgiebigkeit, mit der realen Nachgiebigkeit der eingebauten mechanischen Fähigkeiten (Passive Compliance), bewirkt eine Natürlichkeit der Bewegung des Roboters, die im ersten Moment irritierend bis verstörend wirken kann.
Active Compliance allein macht die Interaktion mit dem Roboter schon deutlich natürlicher, und Bewegungen sehen weicher, runder und natürlicher aus. Nichtsdestotrotz bleibt der Eindruck beim Betrachter, dass es sich – tatsächlich – nach wie vor um eine Maschine handelt. Und genau dieser Eindruck scheint in dem Moment zu verschwinden, in dem zu der aktiven Nachgiebigkeit die echte (passive) Nachgiebigkeit der mechanischen Federung hinzukommt. Der Roboter bewegt sich damit offenbar in einer Art und Weise mit unterbewusst wahrgenommenen Schwingungen, die im menschlichen Hirn den Eindruck erwecken, hier würde sich ein biologisches Körperteil bewegen. Die mechanische Federung scheint ein ähnliches Muster aus Schwingungen und Oberschwingungen zu erzeugen, wie es menschliche Muskeln und Sehnen tun. Für mich war dies ein faszinierender, erschreckender Moment – als Robotiker allerdings positiv, was vermutlich nicht jedem Betrachter so ergeht. Nikos Tsagarakis, dessen Gruppe am IIT diese integrierten nachgiebigen Gelenke des iCub entwickelt, hat mir Fotos und Videos zugesandt und mir erlaubt, diese hier im Blog zu veröffentlichen. Zu sehen sind im folgenden Video die neuen Beine (noch ohne Oberkörper), wie sie balancieren und kleine Schritte tun. Ich weiß nicht, wie gut der beschriebene Effekt im Video erkennbar ist, wenn man ihn nicht live erlebt, aber dies ist der Versuch:
Wer dies im Video nicht zu erkennen vermag, erfreut sich vielleicht an der Vorstellung des vergangenen AMARSi-Projekttreffens, als bei der Live-Demo dieser Beine grob geschätzt 40 Wissenschaftler, die in ihrem Leben schon hunderte Roboter gesehen haben, schweigend und mit großen Augen minutenlang diesen Beinen bei ihrer einfachen Bewegung zusahen.
Und hier die Beine nochmal in der Großaufnahme:
Technisch Interessierte finden eine detailliertere Beschreibung dieser integrierten Aktuatoren in der Konferenzbeitrag zur ICRA 2009: A Compact Soft Actuator Unit for Small Scale Human Friendly Robots (kostenpflichtiger Zugriff via IEEE). Die weitere Entwicklung dieser iCub-Version wird weiterhin auf der Website des AMARSi-Projekts dokumentiert.
Roboter: iCub
Der iCub ist ein waschechter europäischer Roboter-Spross. Die Vision zu diesem Roboter hatte Giorgio Metta vom IIT (Italien Institute of Technology), der an seinem Institut zusammen mit vielen anderen europäischen Forschungsinstituten im fünfjährigen RobotCub-Projekt das Roboterkind entwickelte.
Die Kleinkind-Gestalt des iCub kommt nicht von Ungefähr. Mit dieser Gestalt trickst man die Kommunikationspartner – den menschlichen Gegenüber des iCub – aus. Zum einen erwarten Menschen instinktiv von einem Kind nicht so viele, komplexe und entwickelte Fähigkeiten wie von einem Erwachsenen. Entsprechend verzeihen wir einem kindlichen Roboter eher die Fehler, die jeder Roboter heutzutage nun einmal noch zuhauf und ständig begeht: Sie verstehen uns nicht, erkennen Objekte in ihrer Umgebung nicht und greifen daneben, wenn sie diese greifen sollen.
Zum anderen bietet die kindliche Gestalt große Vorteile für den Roboter, wenn es darum geht, Fähigkeiten vom Menschen zu lernen. Unbewusst ändern Menschen ihre Sprache, Gestik und Mimik gegenüber Kleinkindern. Sprechen wir mit Kindern, sprechen wir sehr deutlich und sehr betont. Wir achten darauf, Bewegungen langsam und deutlich auszuführen und synchron mit der Stimme auszuführen die gerade die Bewegung oder deren Zweck beschreibt. Und wir zeigen mit unserem Blick ganz deutlich, wo auch das Kind gerade hinsehen sollte, um die Aufgabe zu verstehen. Diesen Effekt, mit dem normalerweise Eltern und Erwachsene Kleinkindern beim Lernen und Verstehen der Welt helfen, macht man sich so zunutze. Ein Vorteil bei der Kommunikation zwischen Roboter und Mensch, den man zumindest heute mit besserer Sensorik und besserer Technik des Roboters noch nicht ausgleichen kann.
Ursprünglich war der iCub nach der Vorlage eines noch kleineren Kindes geplant, herausgekommen ist ein Roboter, der in der Einschätzung zwischen zwei- und dreijährig rangiert. Der Grund ist, dass es Motoren und Getriebe in der Größe und gleichzeitig Leistungsfähigkeit, um den iCub zu tragen, damals noch nicht gab, weswegen man die Größenvorstellung anpassen musste.
Doch auch mit diesem Kompromiss ist der iCub ein wunderbarer Roboter geworden, der im besten Sinne ein langfristiges, europäisches Projekt ist. Die Robotik-Welt beneidet Europa um die langfristige, klare Strategie in der Robotik und der iCub zeigt, warum. Das Projekt lief fünf Jahre und ist seit nunmehr einem Jahr vorüber, aber der iCub macht munter weiter. Überall auf der Welt ist er im Einsatz, wie stetig neue Videos auf Youtube beweisen. Neben den einzelnen Experimenten der (hauptsächlich europäischen) Forschungsinstitute, laufen über die nächsten Jahre weitere große Projekte, die den iCub nutzen und weiterentwickeln: iTALK, Robotdoc, AMARSi, … um nur drei der großen aktuellen Projekte zu nennen.
In eigener Sache: CoR-Lab
Seit Anfang der Woche ist mein neuer Arbeitgeber das Research Institute for Cognition and Robotics, das CoR-Lab in Bielefeld. Ein noch recht junges Institut, gegründet im Juli 2007. Eine Besonderheit des CoR-Labs ist die strategische Partnerschaft mit dem Industriepartner Honda Research Institute Europe (HRI-EU). Direkte Auswirkung ist, dass das CoR-Lab über zwei Honda Humanoid Research Robots verfügt, die man unter dem Namen ASIMO kennt.
Ich selbst werde in den nächsten Monaten innerhalb des europäischen AMARSi-Projekts meinen Dienst tun. AMARSI ist ein tolles Projekt, das Robotern, unter Anderem dem iCub, durch maschinelles Lernen komplexe motorische Fähigkeiten aneignen soll, die denen eines Kindes gleichen. Ein ambitioniertes und spannendes Projekt.
Bereits in den ersten drei Tagen am CoR-Lab habe ich spannende Unterhaltungen geführt und beeindruckende Dinge gesehen. Das tollste bislang für mich war die beeindruckende Roboter-Flotte, die das CoR-Lab hat. Bereits in den ersten drei Tagen habe ich dem iCub die Hände geschüttelt, den ASIMO (meinen persönlichen Roboter-Favoriten) live erlebt und anfassen können, sowie mit dem KUKA Leichtbauarm arbeiten können. Drei der tollsten, aktuell verfügbaren Roboter.
CoR-Lab, so kann es gerne weitergehen …
Ich freue mich auf die nächsten Monate und Jahre; auf spannende und sicher fordernde Aufgaben, über die ich nach Möglichkeit hier gerne schreiben werde.