Ein riesiger Sprung für die humanoide Art

Die nächste Generation von Entdeckern, die den Mond oder Mars betreten, könnte man Robonauten nennen. Sie können ähnliche wissenschaftliche Aufgaben wie Astronauten erfüllen, benötigen jedoch keine lebenserhaltenden Geräte oder Unterkünfte. Der erste Robonaut könnte in den nächsten drei Jahren zur Raumstation reisen, um Seite an Seite mit Astronauten zu arbeiten, wenn die Pläne der NASA Früchte tragen.

Arbeite mit mir: Die NASA und General Motors haben einen humanoiden Roboter namens Robonaut2 entwickelt. Es ist so konzipiert, dass es neben dem Menschen oder autonom arbeitet.

Die NASA und General Motors entwickeln den ersten dieser humanoiden Roboter, genannt Robonaut2 . Im Gegensatz zu den Mars-Rovern der NASA ist Robonaut2 darauf ausgelegt, die Form, Bewegung und das Verhalten eines Menschen genau nachzuahmen. Dadurch könnte es ideal für die Arbeit mit Menschen oder zum Testen von bemannten Raumfahrzeugen und Wohnräumen geeignet sein, stellt aber auch einige einzigartige technische Herausforderungen dar. GM hofft, die Roboter in seinen Produktionsstätten einsetzen zu können und die daraus resultierende Technologie in einige seiner Produkte zu integrieren, darunter Fahrzeugsicherheitssysteme.

Die Ingenieure hinter Robonaut2 begannen 2007 mit der Arbeit am Roboter; Sein Design stammt aus einer Version, die die NASA vor mehr als 10 Jahren erstellt hat.

Robonaut2 besteht derzeit nur aus einem Oberkörper. Es wiegt etwa 45 Kilogramm und ist mit über 350 Sensoren ausgestattet. Dazu gehören taktile Sensoren an den Kontaktpunkten der Finger und der Handflächen des Roboters sowie Näherungssensoren in den Armen. Ingenieure haben auch Federn und elastische Materialien in die Gelenke eingebaut, um dem Roboter eine bessere Kontrolle und Flexibilität zu geben und ihm eine schnellere, menschenähnlichere Geschwindigkeit zu ermöglichen. Der Roboter kann eine Nutzlast von etwa neun Kilogramm tragen – viermal mehr als andere humanoide Roboter.

Rob Ambrose, Leiter der Abteilung für Software, Robotik und Simulation am Johnson Space Center der NASA in Houston, sagt, der neue Roboter sei eine deutliche Verbesserung gegenüber seinem Vorgänger. Es wurde entwickelt, um mit einer ähnlichen Geschwindigkeit und Größenordnung wie Menschen zu arbeiten, und wenn es auf Menschen trifft, entspricht es ihnen und arbeitet sicher mit ihnen zusammen, sagt er.

Die Technologie, die benötigt wird, um den Menschen wahrzunehmen und auf menschliches Handeln zu reagieren, ist besonders wichtig, und daran arbeiten Forscher auf der ganzen Welt, sagt Matthew Mason , Professor für Robotik und Informatik an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Robonaut2 sei eine wichtige Plattform, um solche Techniken zu entwickeln und zu testen, fügt er hinzu.

Eine weitere wichtige Herausforderung besteht darin, Robonaut2 in die Lage zu versetzen, effektiv mit Astronauten zu kommunizieren. Dies ist wirklich ein neuer Bereich, fügt hinzu Weise glücklich , Assistenzprofessor für Informatik an der University of Wisconsin-Madison und Mitglied des Human Computer Interaction Lab an der CMU. Wie interpretiert ein Roboter soziale Hinweise? Wie kommuniziert es zurück? Wir wollen, dass Roboter Teammitglieder sind, und die neue Arbeit ist ein Schritt in diese Richtung. Im Moment beschränkt sich Robonaut2 darauf, mit Menschen auf einfache Weise zu kommunizieren. Wenn es beispielsweise seinen Kopf auf etwas richtet, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Mensch, der neben dem Roboter arbeitet, in diese Richtung schauen sollte.

Zusammenarbeit: Chris Ihrke, Senior Project Engineer bei GM, arbeitet mit dem Robonaut2 im Johnson Space Center der NASA in Houston.

Robonaut2 hat 42 Freiheitsgrade und ist sehr geschickt, sagt Ambrose. Wir haben mehr Bewegungsfreiheit hinzugefügt, indem wir ihm einen gegenüberliegenden Daumen gegeben und die Manipulatoren viel schneller gemacht haben, sagt er. Der Roboter hat auch zwei Standard- und zwei High-Definition-Kameras, die in den goldenen Helm eingebettet sind, der seinen Kopf bedeckt. Dies liefert stereoskopische 3D-Bilder seiner Umgebung, die der Roboter verwendet, um eine Tiefenkarte von Objekten in der Nähe zu erstellen. Es hat auch eine Reihe von Anzeigeleuchten, die Astronauten ein allgemeines Verständnis davon geben, in welchem ​​Zustand sich der Roboter befindet. Und der Roboter kann sehr leichten Kontakt spüren; Wenn eine Person es irgendwo berührt, kann es sofort aufhören, um sie vor Schaden zu schützen. Auch seine Außenhaut besteht aus weichen, glatten Materialien, damit ein Astronaut nicht zu Schaden kommt, sollte er doch einmal darauf stoßen.

Der neue Roboter ist so konzipiert, dass er autonom arbeitet, indem er Feedback von Sensoren nutzt, um festgelegte Aufgaben zu erledigen. Neben dem Bau neuer Roboterhardware besteht eine der größten Herausforderungen darin, Software zu schreiben, die Roboter intelligent genug macht, um Dinge selbst zu tun, sagt Andrew Ng, Professor für Informatik an der Stanford University, der an der Entwicklung von Allzweck-Haushaltsrobotern arbeitet.

Ambrose sagt, dass die NASA den Roboter für eine Reihe verschiedener Missionen einsetzen will, darunter Reisen zur Raumstation für Reparaturarbeiten und Missionen zum Mond oder zum Mars als Vorläufer der bemannten Missionen. Als Teil eines Mensch-Roboter-Teams könnte der Roboter sogar zurückgelassen werden, um wissenschaftlich weiterzuarbeiten. Aber Mason fügt hinzu, dass der Roboter noch sehr jung ist und es noch viel zu tun gibt. Die menschliche Leistungsfähigkeit ist eine hohe Messlatte, und obwohl Roboter noch nicht annähernd daran herangekommen sind, ist jeder Fortschritt dieser Art sehr wichtig, sagt er.

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