Zukunftsweisende Roboterarme, die den wöchentlichen Lebensmitteleinkauf verändern könnten

Im Rahmen des unter Horizont 2020 durch die EU finanzierten Projekts SOMA (Soft-bodied intelligence for Manipulation) führten Forscher der Technischen Universität Berlin (TUB), der Università di Pisa, des Istituto Italiano di Tecnologia, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), des Instituts für Wissenschaft und Technologie Österreich sowie der Unternehmen Ocado Technology und Disney Research Zürich Versuche mit Robotern zum Greifen und Bewegen empfindlicher Objekte durch, von denen jedes Exemplar anders geformt ist, wie es etwa bei Obst und Gemüse der Fall ist.

Die Greifer wurden so konzipiert, dass sie für alle 48.000 Artikel eingesetzt werden können, die Ocado – der weltweit größte Supermarkt, der ausschließlich über das Internet vertreibt – in seinen hochautomatisierten Lagern bevorratet. Gleichzeitig stellen sie für zahlreiche empfindliche Lebensmittel sicher, dass der Schaden sich dabei in Grenzen hält.

Um zu vermeiden, dass diese empfindlichen Artikel beschädigt werden, verwendete man im Projekt eine Verbindung aus Industrieroboterarmen und nachgiebigen Greifern (welche federartige Eigenschaften besitzen). Der anthropomorphe Greifer „RBO Hand 2“, der von der Technischen Universität Berlin (TUB) entworfen wurde, setzt beispielsweise für die sichere und schadensfreie Aufnahme von Objekten flexible Gummimaterialien und sieben individuell gesteuerte Druckluftkammern ein. Das Design ermöglicht vielseitige Greifstrategien, da die Finger, Handflächen und Daumen ihre Form durch morphologische Berechnung auf die gegebene Objektgeometrie einstellen.

Das Team montierte die weiche Hand auf zwei verschiedene Roboterarme, einen Staubli RX160L und einen KUKA LBR iiwa14. Beide Arme können im kontrollierten Modus der Standardposition arbeiten. Darüber hinaus lässt der KUKA im Arm zu einem gewissen Grad softwaregesteuerte elastische Nachgiebigkeit zu.

Die Versuche an künstlichen Früchten, welche in einem IFCO (International Fruit Container) lagerten, zeigten, dass die Roboter verschieden geformte Objekte erfolgreich greifen konnten und dass die Erfolgswahrscheinlichkeit interessanterweise zunahm, wenn die Bewegung der Objekte durch die Umgebung (z. B. die Seitenwände und der Boden des Behälters) begrenzt wurde.

Da diesem internationalen Team nun der Durchbruch zur Erreichung seines Hauptziels gelungen ist, einen vielseitigen, zuverlässigen, kostengünstigen und sicheren Roboter mit Greif- und Verarbeitungsfähigkeiten zu entwickeln, ist nun geplant, komplexere Artikel in den Behälter zu legen und weitere physische Begrenzungen hinzuzufügen, um zu prüfen, ob die Roboterarme auch für dieses neue Supermarkt-Szenario in greifbarer Nähe liegen.

Das Projekt SOMA erhielt eine Förderung von knapp 7 Mio. EUR, um einen neuen Bereich des Robotereinsatzes zu erforschen: Die physischen Grenzen der Umgebung sollen genutzt werden, um ein stabiles Greifen und Bewegen von Objekten in dynamischen, offenen und stark variablen Kontexten zu ermöglichen. Das Projekt soll im April 2019 abgeschlossen werden.

Weitere Informationen:
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