Ein humanoider Roboter macht sich einsatzbereit

Maschinenbauingenieure der UCLA Samueli School of Engineering haben einen humanoiden Roboter in Originalgröße mit einzigartiger Technologie entwickelt.

Der Roboter mit dem Namen ARTEMIS, für Advanced Robotic Technology for Enhanced Mobility and Improved Stability, soll im Juli nach Bordeaux, Frankreich, reisen, wo er am Fußballwettbewerb des RoboCup 2023 teilnehmen wird, einem internationalen wissenschaftlichen Treffen, bei dem Roboter ihre Fähigkeiten demonstrieren eine Reihe von Kategorien.

Der Roboter wurde von Forschern des Robotics and Mechanisms Laboratory an der UCLA, oder RoMeLa, als humanoider Allzweckroboter mit besonderem Schwerpunkt auf der Fortbewegung auf zwei Beinen in unebenem Gelände entworfen. Mit einer Größe von 4 Fuß, 8 Zoll und einem Gewicht von 85 Pfund kann es auf rauen und instabilen Oberflächen gehen sowie laufen und springen. ARTEMIS ist in der Lage, auch bei starken Stößen oder anderen Störungen stabil zu bleiben.

Während Tests im Labor wurde ARTEMIS mit einer Geschwindigkeit von 2,1 Metern pro Sekunde getaktet, was ihn laut den UCLA-Forschern zum am schnellsten laufenden humanoiden Roboter der Welt machen würde. Es wird auch angenommen, dass es der erste humanoide Roboter ist, der in einem akademischen Umfeld entwickelt wurde, der lauffähig ist, und erst der dritte insgesamt.

Die größte Innovation des Roboters besteht darin, dass seine Aktuatoren – Geräte, die Bewegung aus Energie erzeugen – speziell entwickelt wurden, um sich wie biologische Muskeln zu verhalten. Sie sind federnd und kraftgesteuert, im Gegensatz zu den starren, positionsgesteuerten Aktuatoren, die die meisten Roboter haben.

„Das ist der Schlüssel hinter seiner hervorragenden Balance beim Gehen auf unebenem Gelände und seiner Fähigkeit zu rennen – während der Bewegung beide Füße vom Boden abzuheben“, sagte Dennis Hong, UCLA-Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik und Direktor von RoMeLa. „Dies ist ein einzigartiger Roboter.“

Ein weiterer großer Fortschritt besteht darin, dass die Aktuatoren von ARTEMIS elektrisch angetrieben werden und nicht durch Hydraulik gesteuert werden, die Unterschiede im Flüssigkeitsdruck nutzt, um die Bewegung anzutreiben. Infolgedessen macht es weniger Lärm und arbeitet effizienter als Roboter mit hydraulischen Stellantrieben – und es ist sauberer, da Hydrauliksysteme für auslaufende Flüssigkeiten bekannt sind.

Die Fähigkeit von ARTEMIS, auf das, was es wahrnimmt, zu reagieren und sich anzupassen, beruht auf seinem System aus Sensoren und Aktuatoren. Es verfügt über speziell entwickelte Kraftsensoren an jedem Fuß, die der Maschine helfen, das Gleichgewicht zu halten, während sie sich bewegt. Es hat auch eine Orientierungseinheit und Kameras in seinem Kopf, die ihm helfen, seine Umgebung wahrzunehmen.

Um ARTEMIS auf den RoboCup vorzubereiten, haben studentische Forscher den Roboter bei regelmäßigen Spaziergängen auf dem UCLA-Campus getestet. In den kommenden Wochen werden sie die Lauf- und Fußballfähigkeiten des Roboters auf dem UCLA Intramural Field vollständig testen. Die Forscher werden auch bewerten, wie gut es unebenes Gelände und Treppen überwinden kann, seine Fähigkeit zu fallen und wieder aufzustehen und seine Fähigkeit, Gegenstände zu tragen. Der Twitter-Account von RoMeLa teilt regelmäßig Informationen über die Testergebnisse des Roboters und veröffentlicht die Routen für seine Campus-Spaziergänge, sodass Bruins die Möglichkeit hat, ARTEMIS in Aktion zu sehen und mit Forschern zu chatten.

„Wir freuen uns sehr, ARTEMIS hier an der UCLA für Feldtests einzusetzen, und wir sehen dies als Gelegenheit, Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik einem viel breiteren Publikum vorzustellen“, sagte Hong.

Taoyuanmin Zhu und Min Sung Ahn, die beide kürzlich an der UCLA in Maschinenbau promoviert haben, haben die Hardware- bzw. Softwaresysteme von ARTEMIS entwickelt.

RoMeLa, das seit mehr als zwei Jahrzehnten humanoide Roboter herstellt, hat frühere Roboter bereits fünf Mal den RoboCup-Wettbewerb gewinnen lassen; Die Ingenieure hoffen, dass ARTEMIS Trophäe Nummer sechs nach Hause bringt.