Bessere Fernsteuerung für menschenähnliche Roboter
Das EU-finanzierte Weiterbildungsprojekt H2R (Bringing human neuromotor intelligence to robots) hat das grundlegende Verständnis der menschlichen neuromotorischen Steuerung verbessert und dieses ausgenutzt, um die Roboterleistung zu optimieren. Ultimatives Ziel waren verbesserte Steuerungsstrategien zur Teleoperation von zweiarmigen Robotern, wobei ein menschlicher Bediener die Bewegungen aus der Ferne steuert. Kann man erst die "Intelligenz" eines aus der Ferne arbeitenden Bedieners und des Roboters selbst in Kombination optimieren, wird man die Leistungsfähigkeit erweitern und die Tür zu spannenden neuen Anwendungen aufstoßen können. Wissenschaftler haben eine adaptiven Hybridmechanismus für den Aufgabenraum entwickelt, um einen Roboterarm und den Endeffektor in Reaktion auf eine äußere Störung an jede beliebige Stelle entlang des Robotersystems zu bewegen. Der Mechanismus greift sowohl auf Kraft- als auch Impedanzsensoren und ein System auf Grundlage von Fuzzylogik zurück, um den besten Tuning-Gain auszuwählen. Die Verstärkung (Gain), eine Zunahme (positiv) oder Abnahme (negativ) der Ausgangsleistung in Folge eines Rückkopplungssteuerungsalgorithmus, ist von entscheidender Wichtigkeit für die adaptive Feinsteuerung des Roboterarms und Endeffektors. Parallel dazu erarbeitete das Team neues Wissen hinsichtlich der Koordination mehrerer Arme im Kontext von Multi-Agenten-Systemen, wozu theoretische Studien zu unsicheren Kupplungen gehörten. Die Wissenschaftler untersuchten außerdem die über Handgesten betriebene Steuerung der Teleoperation von humanoiden Robotern (iCub und Baxter). Bei dieser Arbeit wandte man zwei kommerziell verfügbare haptische oder 3D-Touch-Geräte (PHANTOM Omni und Novint Falcon) für die Kraftrückmeldung an. H2R konnte zum bedeutend besseren Verständnis der technischen Anforderungen in Sachen der optimalen Teleoperation eines Mensch-Roboter-Systems beitragen. Das Team hat moderne Mechanismen bereitgestellt, die auf Mustererkennung und adaptiver Verstärkungseinstellung beruhen, bei der man versucht, die Steuerung des Teleroboters mit dem Bewegungsmuster der menschlichen Bedienperson in Übereinstimmung zu bringen. Die hervorragende Zusammenarbeit mit anderen chinesischen Instituten und mit Universitäten im Vereinigten Königreich konnte gewährleisten, dass der Wissenstransfer neue Ideen und Entdeckungen über die Laufzeit des Projekt hinaus anschieben wird.
Schlüsselbegriffe
humanoid, menschenähnlich, Roboter, zweiarmiger Roboter, Doppelarmroboter, Dual-Arm-Roboter, neuromotorisch, Teleoperation
