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So öffnen Roboter Türen. Klingt simpel, ist es aber nicht

Haluka Maier-Borst 25.08.2015

Ein Roboter öffnet eine Tür. Das mag jetzt erst mal gar nicht so spektakulär erscheinen. Ist es aber. Denn bei genauerem Hinsehen, entpuppt sich dieser vermeintlich simple Akt als komplexer Vorgang. Was genau passiert, wenn ein humanoider Roboter eine Tür öffnet, erklärt der Robotik-Wissenschaftler Alexander Stumpf für WIRED. Der Wissenschaftler entwickelte mit seinem Team Hector (TU Darmstadt) den Roboter Johnny 05, der bei der DARPA Robotics Challenge Platz 19 belegte. 

Sehen
Roboter sehen anders als der Mensch. Während wir zwei Augen haben und vor allem aus dem Unterschied zwischen linkem und rechtem Bild Abstände einschätzen, nutzt unser Roboter Johnny dafür einen Laserscanner. Der tastet die Umgebung ab und gibt der Maschine eine Art Punktwolke, aus der sich das räumliche Bild der Umwelt zusammensetzt.

Erkennen
Nur weil ein Roboter die Tür sieht, erkennt er sie noch lange nicht. Der Roboter schlägt dem menschlichen Operator darum vor, welches Objekt in seiner Nähe auf Basis seiner Berechnungen eine Tür sein könnte. Der Operator bestätigt dann, dass der Roboter richtig liegt. Oder sagt ihm gegebenenfalls, dass er gerade versucht, eine Wand zu öffnen und korrigiert ihn.

Hinlaufen
Die Tür ist gefunden, nun plant der Roboter, wie er seine insgesamt 37 Gelenke bewegen muss, um dort hinzukommen. Er schlägt eine Schrittfolge vor und berechnet Hindernisse mit ein. Wieder muss der Operator die Lösung überprüfen und die Route bestätigen oder korrigieren.

 

Standpunkt überprüfen, Türgriff greifen
Endlich ist der Roboter an der Tür. Nun meldet er, wo er steht und wie er an die Tür greifen möchte. Nur wenn beides Sinn ergibt, gibt der Operator das Go zum vorerst letzten Schritt.

Tür öffnen
Der Roboter drückt die Klinke herunter und schiebt. Als Mensch ist man sich dessen einfach nicht bewusst, aber das Türöffnen ist ein ganz schönes Balancespiel für einen humanoiden Roboter. Schubst er die Tür zu leicht, geht sie nicht auf. Lehnt er sich zu sehr rein, fällt er womöglich hin, sobald die Tür aufgeht. Schwingt die Tür allerdings auf wie geplant, dann muss der Roboter nur noch vorsichtig hindurch gehen – ohne hängen zu bleiben. 

Bei der DARPA Robotics Challenge war das Türöffnen eine von acht Aufgaben, die die Roboter bewältigen mussten. Welche weiteren Tasks für die humanoiden Maschinen auf dem Programm standen und welche Roboter überhaupt teilnahmen, lest ihr hier.