Bügelnde Roboter

Fortschritte in der Robotik haben es der Menschheit ermöglicht, alle möglichen industriellen Prozesse zu automatisieren, was zu effizienteren und sichereren Produktionsabläufen geführt und unser Wissen durch wissenschaftliche Entdeckungen erweitert hat. Doch wieso können wir einen Roboter in den Weltraum schicken, um Proben vom Mars zu nehmen, aber es immer noch nicht schaffen, einem Haushaltsroboter das Bügeln beizubringen?

Das vor nicht allzu langer Zeit abgeschlossene und durch die EU geförderte Projekt CLOPEMA könnte eine Lösung für dieses Problem gefunden haben. Es wurde ein Roboter entwickelt, der es in den Versuchen schaffte, „deformierte“ Textilien zu organisieren, etwa indem er einen Haufen verknitterte Kleidung durchsuchte, und diese dann ordentlich faltete. Das Problem bei diesem Prozess ist, dass Kleidung, im Gegensatz zu den Objekten, die Roboter normalerweise handhaben, ihre Form nicht beibehalten. Daher wurde eine neue Form des Informationsempfangs und -verarbeitung benötigt.

Zu den neuen Herausforderungen dieses Projekts gehört auch der Entwurf eines Roboterprototyps, der vor allem aus handelsüblichen Elementen besteht und Kleidung falten kann. Es wurden verschiedene Elemente montiert - Kameras und andere komplexe Sensoren - und in eine Betriebssystem integriert. Mithilfe einer speziellen eingebauten Kamera kann der Roboter etwa die Fasern von nahem betrachten und zwischen hellen und dunklen Textilien sowie zwischen gestärktem und flexiblerem Material unterscheiden.

In Tests wurden verschiedene Kleidungsstücke in einem zufälligen Stapel vor einem beliebig gewählten Hintergrund präsentiert und es wurden willkürliche Befehle zum Sortieren, Falten usw. Erteilt. Mit einem mechanischen Greifer wählt der Roboter eine zufällige Textilie aus, die er faltet und ordentlich auf einer Oberfläche ablegt. Die Ergebnisse wurden in drei sorgfältig definierten Demonstrationsprojekten mit steigender Schwierigkeit gemessen und analysiert.

Damit der Roboter die Kleidungsstücke in 3D durch ein aktives binokulares Roboter-Bilderkennungssystem (Robotic Vision) erkennen und handhaben kann, wurde eine Datenbank mit 80 Farbbildern und zugehörigen horizontalen und vertikalen Abweichungskarten geschaffen. Diese Datenbank stützt sich auf 16 verschiedene Kleidungsstücke von der Stange. Jedes Kleidungsstück wurde in fünf verschiedenen Positionskonfigurationen im binokularen Roboterkopf abgebildet.

Endergebnis ist ein supermoderner Roboter, der in Eigenregie alle Arten von Stoffen, Textilien und Kleidungsstücken erkennen und handhaben kann. Die Software des Betriebssystem basiert auf ROS (Robot Operating System) und ist in C++, Python und Java geschrieben.

Sieht so die Zukunft des Bügelns aus? Von einem kommerziellem Bügelroboter für den Hausgebrauch sind wir noch weit entfernt. Menschenhände sind äußerst komplex. Manche feinen Bewegungen, wie das Aufknöpfen eines Hemdes, sind für Roboter noch große Herausforderungen.

Die praktischste Nutzung für diesen Roboterprototyp könnte das Sortieren von Geweben in einer industriellen Umgebung mit menschlicher Unterstützung sein. Das Projektteam hat bereits Kontakt mit einem Bekleidungshersteller in Italien aufgenommen, um die Möglichkeit zu untersuchen, Roboter kommerziell im Fertigungssektor einzusetzen.