um Prof. Dr. Sven Behnke (hinten, Dritter von links) vom Institut für Informatik VI der Universität Bonn hat viel Erfahrung mit der Entwicklung von Robotern wie „Momaro“ und schon mehrere internationale Wettbewerbe gewonnen. © Foto: Universität Bonn
Das Team NimbRo Rescue der Universität Bonn hat sich für einen der härtesten internationalen Roboterwettbewerbe qualifiziert: Am 5. und 6. Juni werden sich die Informatiker um Prof. Dr. Sven Behnke mit ihrem Roboter Momaro bei der „DARPA Robotics Challenge (DRC)“ in Kalifornien (USA) mit anderen ausgewählten Teams messen. Die Roboter müssen auf unwegsamem Gelände die verschiedensten Herausforderungen zur Bewältigung von Katastrophensituationen meistern. Das Preisgeld beträgt insgesamt 3,5 Millionen US-Dollar.
Als 2011 nach Erdbeben und Tsunami das Kernkraftwerk von Fukushima außer Kontrolle geriet, fragten sich viele Beobachter: „Wo sind die Roboter, die statt Menschen in diese gefährliche Umgebung gehen können, um die Lage zu stabilisieren?“ Auch wenn Roboter sich schon in vielen Einsatzbereichen nützlich machen, stellt die wirksame Unterstützung von Einsatzkräften zur Bewältigung von Katastrophensituationen noch immer eine große Herausforderung dar. Um die Entwicklung der Technologie in diesem Bereich zu beschleunigen, richtet die US-amerikanische Forschungsförderorganisation DARPA einen Wettbewerb aus: die DARPA Robotics Challenge (DRC).
vom Team NimbRo Rescue der Universität Bonn soll sich in schwierigem Gelände bewegen und mit Werkzeug umgehen können. Anfang Juni darf er seine Fähigkeiten bei der „DARPA Robotics Challenge (DRC)“ demonstrieren. © Foto: Universität Bonn
Am 5. und 6. Juni ist es in Fairplex (Pomona/Kalifornien) soweit: Bei einer Geschicklichkeitsprüfung im schweren Gelände müssen die Roboter ihr Können unter Beweis stellen und vielfältige Aufgaben lösen – zum Beispiel verschlossene Türen öffnen, Treppen steigen, einen Schlauch anschließen und ein Loch in eine Wand schneiden. Da immer wieder die Funkverbindung zwischen Bedienteam und Roboter unterbrochen wird, soll die Maschine auch weitgehend autonom agieren können.
Innovatives Fortbewegungskonzept und menschenähnlicher Oberkörper
Für die Anforderungen des Wettbewerbs hat das Team NimbRo Rescue um Prof. Dr. Sven Behnke vom Institut für Informatik VI der Universität Bonn den mobilen Manipulationsroboter „Momaro“ entwickelt. „Der Roboter vereint ein innovatives Fortbewegungskonzept mit einem menschenähnlichen Oberkörper und einem Rundum-3D-Sensorkopf“, berichtet Prof. Behnke. Momaro wird von vier lenkbaren Radpaaren angetrieben, die an Beinen befestigt sind. Dadurch kann sich die Maschine unebenem Gelände anpassen und Hindernisse übersteigen. Der Oberkörper ist beweglich, die beiden Arme verfügen jeweils über sieben Gelenke und die Hände über vier Finger, damit der Rettungsroboter mit herkömmlichem Schraubenschlüsseln oder Schneidewerkzeugen umgehen kann.
3D-Sensorkopf zur Umgebungserfassung
Damit sich der Roboter möglichst gut im schwierigen Gelände orientieren, Objekte erkennen und seine Aufgaben bewältigen kann, hat das NimbRo Rescue-Team nicht an Sensoren zur Erfassung der Umgebung gespart: Insgesamt verfügt die autonome Maschine über einen 3D-Laserscanner mit sphärischem Sichtfeld, acht Kameras für die Messung von Farbe und Tiefe, drei Panorama-Kameras und eine Weitwinkelkamera, die von oben auf Roboter und Gelände schaut.
Alle Qualifikationsaufgaben gemeistert
Um am Wettbewerb teilnehmen zu dürfen, musste Momaro fünf Qualifikationsaufgaben lösen – etwa vom Boden aufstehen, ein Hindernis überqueren sowie an einem Ventilrad drehen. Alle diese Aufgaben hat der Roboter perfekt erledigt. Die Forscher der Universität Bonn arbeiten nun mit Hochdruck daran, den Roboter für das Finale fit zu machen. Die Arbeitsgruppe Autonome Intelligente Systeme hat in den vergangenen Jahren sehr viel Erfahrung mit Fußball-, Haushalts- und Explorations-Robotern gesammelt und zahlreiche internationale Wettbewerbe gewonnen. Die Konkurrenz bei der DRC ist aber sehr hart. Führende Universitäten aus den USA, Japan und Korea nehmen teil. Teilweise wurden die Teams von der DARPA großzügig finanziell unterstützt, um eigene Roboter zu entwickeln oder den von der Firma Boston Dynamics bereit gestellten humanoiden Roboter Atlas zu programmieren.
DARPA will die Entwicklung von Robotern für Krisenfälle vorantreiben
Mit der Robotics Challenge möchte die DARPA die Entwicklung von menschenähnlichen autonomen Maschinen vorantreiben, die in Krisenfällen Rettungsmannschaften unterstützen können. „Roboter haben das Potenzial, als nützliche Assistenten in Situationen einzugreifen, in denen Menschen nicht sicher operieren können“, erklärt die DARPA in ihrer Ausschreibung. Die Agency will bei dem internationalen Wettbewerb insbesondere die Mobilität in schwerem Gelände, den Umgang mit menschlichen Werkzeugen, die weitgehende Autonomie der Roboter sowie die Bedienbarkeit auch durch nicht geschultes Personal in die Bewertung einfließen lassen. Ähnliche Wettbewerbe (DARPA Grand und Urban Challenge) haben im vorigen Jahrzehnt der Entwicklung selbst fahrender Automobile Schub verliehen.
Weiterführende Informationen zum Roboter und zum Wettbewerb:
http://www.ais.uni-bonn.de/nimbro/Rescue
http://www.theroboticschallenge.org
