Wissenschaft und Technik

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Autor: Ernst Zlo am 18. Nov 2011 Der neue ASIMO ist mit der weltweit ersten Technologie zur autonomen Verhaltenssteuerung ausgestattet. ASIMO bewegt sich wie bisher ohne Fernsteuerung, aber mit weiter verbesserter Autonomie. © Bild: PRCP0611 Honda Robotics

Honda stellt die neueste Version von Roboter ASIMO vor

Der neue ASIMO ist mit der weltweit ersten Technologie zur autonomen Verhaltenssteuerung ausgestattet. ASIMO bewegt sich wie bisher ohne Fernsteuerung, aber mit weiter verbesserter Autonomie. Der Roboter verfügt nun über eine wesentlich verbesserte Intelligenz und die physische Fähigkeit, sich an Situationen anzupassen. Damit ist Honda dem praktischen Einsatz von ASIMO in einer Büroumgebung oder an Orten mit hohem Publikumsverkehr wieder einen Schritt näher gekommen.

Seit der Gründung des Unternehmens hat sich Honda immer neuen Herausforderungen gestellt, um neue Produkte und fortschrittliche Technologien zu schaffen und mithilfe moderner Technologien den Menschen zu helfen. In Zuge seiner Forschung mit humanoiden Robotern hat Honda ASIMO kontinuierlich weiterentwickelt, um einen Traum zu verwirklichen, der den Menschen Nutzen bringen und ihren Alltag bereichern soll.

Mit „Honda Robotics“ hat Honda nun der gesamten Robotertechnik und den Produktanwendungen, die aus der Forschung und Entwicklung im Bereich humanoider Roboter hervorgehen, einen gemeinsamen Namen gegeben. Forschung und Entwicklung werden weiter vorangetrieben. Gleichzeitig will sich Honda aber verstärkt dem Einsatz von Robotertechnologien in Massenprodukten und alltagstauglichen Produktanwendungen widmen.

Auf Basis dieses Konzepts von Honda Robotics hat Honda auch ein experimentelles Modell eines Robotergreifarms eingeführt. Bei seiner Entwicklung kamen Technologien zur simultanen Mehrgelenksteuerung und Körperhaltungssteuerung zum Einsatz, die aus den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für ASIMO hervorgegangen sind. Der Roboterarm kann ferngesteuert Arbeiten in instabilen Positionen und an für Menschen unzugänglichen Stellen ausführen.

Der neue ASIMO

Der neue ASIMO hat den Schritt von der „automatischen Maschine“ zur „autonomen Maschine“ gemacht. Das heißt, er hat die Fähigkeit erhalten, umgebungsabhängige Entscheidungen zu treffen und so beispielsweise auf die Bewegungen von Menschen zu reagieren. Drei Faktoren wurden zu Beginn des Entwicklungsprozesses als Voraussetzung identifiziert, dass ein Roboter als autonome Maschine fungieren kann:

1. ein hohes Niveau an Gleichgewichtsteuerung, so dass der Roboter durch sofortige Änderung der Beinstellung seine Haltung ändern kann
2. die Fähigkeit, seine Umgebung zu erkennen, so dass der Roboter über verschiedene Sensoren aufgenommene Informationen – wie z.B. die Bewegungen von Menschen in seiner Umgebung – integrieren und stattfindende Veränderungen einschätzen kann; und
3. die Fähigkeit, ein autonomes Verhalten zu entwickeln, das den Roboter befähigt, aus gesammelten Informationen Vorhersagen zu treffen und autonom über das weitere Verhalten zu entscheiden, ohne dass er von einem Menschen ferngesteuert wird. Dann wurden die erforderlichen Technologien entwickelt, um diese Voraussetzungen zu erfüllen. Mit seinen neuen Fähigkeiten ist ASIMO dem praktischen Einsatz in Koexistenz mit dem Menschen wieder einen Schritt näher.

1. Fortschritte in der Intelligenzfähigkeit

Honda hat ein neues System entwickelt, das eine fundamentale Technologie für fortgeschrittene Intelligenz darstellt. Dieses System evaluiert umfassend die über verschiedene Sensoren eingehenden Informationen. Diese Sensoren entsprechen dem Seh-, Hör- und Tastsinn des Menschen. Anhand dieser Informationen schätzt das System die Umgebungssituation ein und entscheidet über das geeignete Verhalten des Roboters. Mit dieser Technologie hat ASIMO die Fähigkeit erhalten, auf die Bewegungen von Menschen und auf Umgebungssituationen zu reagieren. Beispielsweise stoppt ASIMO seine aktuelle Aktivität und ändert sein Verhalten, um es an die Intention des Gegenübers anzupassen. Die Koordination zwischen visuellen und akustischen Sensoren versetzt ASIMO in die Lage, Gesichter und Stimmen simultan zu erkennen, so dass er die Stimmen mehrerer gleichzeitig sprechender Personen unterscheiden kann, was selbst für einen Menschen schwierig ist.
Darüber hinaus ist ASIMO jetzt in der Lage, auf Basis der Informationen von voreingestellten Raumsensoren vorherzusehen, in welche Richtung eine Person in den nächsten Sekunden gehen wird, und sich schnell für einen alternativen Weg zu entscheiden, um eine Kollision mit der Person zu vermeiden, falls sich Überschneidungen zwischen den beiden geschätzten Positionen ergeben.

2. Fortschritte bei den physischen Fähigkeiten

Dank verstärkter Beine mit erweiterter Bewegungsfreiheit und einer neu entwickelten Steuerungstechnologie, die ASIMO in die Lage versetzt, das Aufsetzen der Füße inmitten einer Bewegung zu verändern, kann ASIMO gehen, rennen, rückwärts laufen und kontinuierlich auf einem oder zwei Beinen hüpfen. Durch diese neue Beweglichkeit kann sich ASIMO flexibler an veränderliche Umgebungsbedingungen anpassen und sich z.B. auf einer unebenen Fläche bewegen und dabei seine aufrechte Haltung beibehalten.

3. Verbesserte Fähigkeiten zur Ausführung von Aufgaben

Honda hat eine hoch funktionale, kompakte mehrfingrige Hand entwickelt, deren Finger sich unabhängig voneinander bewegen können. In der Handfläche und in jedem Finger sind jeweils ein Tast- und ein Kraftsensor eingebaut. In Kombination mit der Objekterkennungstechnologie auf Basis des Seh- und Tastsinns erlaubt diese mehrfingrige Hand dem neuen ASIMO, Aufgaben präzise auszuführen, wie z.B. das Greifen einer Glasflasche, das Öffnen des Schraubverschlusses oder das Halten eines weichen Plastikbechers, um ein Getränk einzugießen, ohne den Becher zu zerdrücken. Darüber hinaus kann ASIMO jetzt Gesten machen, die komplexe Fingerbewegungen erfordern.

Die technischen Daten des neuen ASIMO

Honda Robotics

Mit Honda Robotics hat Honda ein neues Team gebildet. Das Logo steht für die Robotertechnologien und die Anwendungsprodukte von Honda, die im Rahmen der Forschung und Entwicklung am humanoiden Roboter ASIMO entstanden sind.
Beispiele dafür sind:
Stride Management Assist, eine Gehhilfe mit Schrittmanagementsystem, die Menschen mit Beinmuskelschwächen unterstützt
Bodyweight Support Assist, ein Gerät, das einen Teil des Körpergewichts abstützt, um die Belastung der Beine zu reduzieren
U3-X, ein kompaktes einrädriges Mobilitätsgerät, das eine freie Bewegung in alle Richtungen ermöglicht
Honda entwickelt Mobilitätsprodukte der nächsten Generation, die die Lebensqualität und die Freude an der Mobilität steigern, und wird die Roboterforschung, die ASIMO, die Gehhilfen, U3-X und andere Technologien hervorgebracht hat, weiter vorantreiben. Darüber hinaus wird Honda proaktiv aus diesen Produkten alltagstaugliche Anwendungen entwickeln.

Einsatzfähiger Roboterarm

Für ASIMO entwickelte Technologien flossen auch in das experimentelle Modell eines Robotergreifarms ein. Dieser bewegt sich mithilfe eines Eigenantriebs und wurde für den Einsatz an Katastrophenstätten oder anderen Orten konzipiert, die für Menschen zu gefährlich sind. Zu diesem Zweck kann sich der Roboterarm ferngesteuert einem Objekt nähern und selbst unter beengten Bedingungen mit instabilem Stand und zahlreichen Hindernissen zuverlässig die gewünschten Aufgaben ausführen.
Die Stabilitätskontrolltechnologie, die für das Gehen und Rennen bei ASIMO eingesetzt wurde, hat hier die Aufgabe, die Haltung des Armendes auch in instabiler Lage zu stabilisieren, so dass der Roboterarm die nötige Kraft anwenden kann, um seine Aufgabe auszuführen. Der Roboterarm ist in der Lage, Hindernissen auszuweichen und ein Objekt auch unter beengten Verhältnissen mit Hindernissen, wie z.B. in einem komplizierten Rohrsystem, zu erreichen. Auch hierbei kommen ASIMO-Technologien wie die Konstruktionstechnik für kompakte Strukturen und die Technologie zur simultanen Steuerung der Kreisbewegungen mehrerer Gelenke zum Einsatz. Letztere steuert nicht weniger als 57 Motoren, die in den Gelenken der Arme und Beine von ASIMO eingebettet sind.
Im Entwicklungsprozess wird der Roboterarm eingesetzt, um Ventile zu öffnen und zu schließen. Durch Austausch des Endstücks kann er jedoch verschiedene weitere Aufgaben ausführen.

Technische Daten des Robotergreifarms

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