Was kann der eigentlich? Neues Bewertungsmodell checkt Können von humanoiden Robotern

Ein Team vom Fraunhofer „HNFIZ“ hat ein neu entwickeltes Bewertungsmodell veröffentlicht, das die technischen Fähigkeiten von menschenähnlichen Robotern über fünf Ausbaustufen einordnet ...

Der Fachkräftemangel nimmt stetig zu und das gilt auch für die Fortschritte in Sachen künstlicher Intelligenz (KI). Smarte Robotersysteme – eben auch humanoide Roboter (kurz: Humanoide) – versprechen deshalb für Industrie und Logistik, Abhilfe zu schaffen. Unternehmen stehen dabei vor der zentralen Frage, ab wann und für welche Aufgaben humanoide Roboter technisch und wirtschaftlich überhaupt sinnvoll einsetzbar sind respektive sein werden. Viele Unternehmen und auch Forschungseinrichtungen testen bereits erste Systeme, heißt es weiter. Doch bisher fehlte ein umfassendes Bewertungsmodell, das Vergleiche zwischen den Robotersystemen zuließ. Das haben die Experten der Fraunhofer Heilbronn Forschungs- und Innovationszentren („HNFIZ“) mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) mit Erfolg ändern können ...

Den Reifegrad von Humanoiden transparent herausfinden

Das IPA arbeitete mit dem Forschungs- und Innovationszentrum „KI-basierte Robotik“, das Teil der „HNFIZ“ ist, nämlich dabei, diese Lücke zu füllen. In diesem Kontext kümmerte man sich um die Themen „intelligente“ mobile Manipulation und flexible Nutzung von Roboterhänden – auch an humanoiden Robotersystemen. Heraus kam der sogenannte Humanoid Capabilities Navigator, wie man erfahren darf. Er sei grob von den fünf Automatisierungsstufen beim autonomen Fahren inspiriert und bewerte Humanoide anhand von vier Sammelkategorien, die oft verschiedene technische Fähigkeiten und deren Ausbaustufen enthalten. Diese sind:

• Mobilität und Fortbewegung (darunter fallen etwa die Aspekte Lokalisierung und Pfadplanung);

• Manipulation (darunter fallen die Kraftwahrnehmung und die Greifplanung);

• Kognition (diese zielt auf Wahrnehmung und Aufgabenplanung);

• Safety und Security (sorgen für Kollaborationsfähigkeit mit Menschen).

Für jede Fähigkeit im Rahmen einer Sammelkategorie können Humanoide nach Reifegraden von 0 (nicht vorhanden) bis 4 (hochautonom = vergleichbar mit dem Menschen, oder besser) eingeordnet werden, so die weitere Erklärung. Das ermögliche erstmals eine transparente, herstellerunabhängige und nicht zuletzt auch fundierte Vergleichbarkeit verschiedener Humanoider und Angaben über deren Eignung für konkrete Anwendungen.

So findet man den richtigen Roboter, oder entwickelt ihn ...

Die Veröffentlichung der Entwicklung als Whitepaper illustriere nichts weniger als den Einsatz des Humanoid Capabilities Navigators an typischen industriellen Anwendungsfällen, wie für das Lkw-Be- und Entladung, die Kommissionierung, die Maschinenbedienung und für Wartungsaufgaben. Für jede Aufgabe werden die jeweils notwendigen technischen Reifegrade in den vier Fähigkeitsbereichen aufgezeigt. So stelle beispielsweise die Lkw-Beladung höchste Anforderungen an Manipulation, Kognition und Safety, während für die Maschinenbedienung geringere Anforderungen ausreichen, weil der Prozess strukturierter sei und damit die Aufgabenausführung weniger Flexibilität erfordere. Anhand eines aktuellen humanoiden Roboters, genauer gesagt, mit dem G1 von Unitree Robotics (Bild), hat der Automatisierungsbereich des Fraunhofer IPA den Humanoid Capabilities Navigator erprobt. Es zeigte sich, dass die aktuelle G1-Version bereits in Teilbereichen (etwa Mobilität) beachtliche Fortschritte gemacht hat, wie man betont. Allerdings bestehe noch erheblicher Entwicklungsbedarf, um auch industrielle Anforderungen gänzlich zu erfüllen. Das Bewertungsmodell mache diese Lücken aber nun offensichtlicher und unterstütze gezielt dabei, Entwicklungsprioritäten zu setzen oder Investitionsentscheidungen flotter zu treffen.

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