Wie viel Geschicklichkeit benötigt ein Roboter tatsächlich?

Das Wort „Geschicklichkeit“ findet in der Welt der Robotik immer wieder sein Dasein. Oft wird es von Robotikern verwendet, die ihre Roboter auch wortwörtlich als geschickt bezeichnen. Zudem ist es auch bei Greifer-Herstellern allgegenwärtig, um ihre Greifer als geschickt abzustempeln.

Es stellt sich nun die Frage: Wie viel Geschicklichkeit muss mein Roboter haben? Die Antwort: Das kann man pauschal nicht sagen. Niemand kann sich entscheiden, was einen Roboter geschickt macht. Robotische Geschicklichkeit ist ein komplexes Thema. Es ist schwer zu sagen, wie viel Fingerfertigkeit für eine bestimmte Roboteranwendung benötigt werden.

Roboter-Geschicklichkeit – ein Problem unter Wissenschaftlern

Letztes Jahr behauptete ein Forschungsteam der UC Berkeley, dass sie den „geschicktesten Roboter aller Zeiten” geschaffen hätten.

Das UC Berkley Team hatte getan, was viele Forscher in der Vergangenheit getan haben. Sie hatten eine völlig neue Metrik zur Messung der Geschicklichkeit erfunden. Ihre Metrik ignorierte die physikalischen Eigenschaften des Roboters und konzentrierte sich stattdessen auf die maschinelle Lernleistung. An ihrer neuen Metrik – die eigentlich ein Maß für die Kommissioniergeschwindigkeit ist – ist nichts falsch, aber sie kann sicherlich nicht als Beweis dafür dienen, dass der Roboter des Forschers „der geschickteste Roboter aller Zeiten” ist.

Um das zu sagen, müssten Sie alle geschickten Roboter mit der gleichen Metrik messen. Dies ist kein Einzelfall. Menschen verwenden ihre eigene Definition, um zu beweisen, dass ein Robotersystem geschickt ist. Es gibt keine Standardmetrik für Fingerfertigkeit – nicht, bis die ISO (International Organization for Standardization) sie zumindest festnagelt. Leider bedeutet dies, dass Sie Ihren eigenen Weg finden müssen, um die Eignung eines Roboters für Ihre Aufgabe zu beurteilen. Die Lösung besteht darin, die Behauptungen von Herstellern, Medien oder Forschern über „Geschicklichkeit” zu ignorieren. Stattdessen sollten Sie sich Ihre Roboteraufgabe genau ansehen und die spezifische Leistung beurteilen, die für jeden der Schritte entscheidend ist. Anhand dieser Informationen können Sie sich eine eigene Definition der Fingerfertigkeit für Ihre spezifische Anwendung zusammenstellen.

Welche Faktoren müssen beachtet werden?

Hier sind einige der wichtigsten Faktoren, die sich auf die Geschicklichkeit des Roboters beziehen, zusammen mit Fragen, die Sie sich stellen können, um die Bedürfnisse für Ihre Aufgabe einzugrenzen:

  1. Objektgröße – Wie klein sind die Objekte, die der Roboter manipulieren wird? Gibt es eine Vielzahl von Größen oder sind alle Objekte identisch? Wie sieht das im Vergleich zur erforderlichen Reichweite des Roboters aus?
  2. Objektform – Welche Form haben die Objekte? Haben sie viele komplexe Kanten oder eine einfache geometrische Form? Sind sie kugelförmig oder sonst schwer zu greifen?
  3. Greifstrategie – Welche Möglichkeiten gibt es, die Objekte zu greifen (z.B. mit einem umfassenden Griff, Innengriff oder Sog)? Gibt es verschiedene Möglichkeiten, die gleichen Objekte zu erfassen? Sind die Objekte empfindlich und erfordern daher eine besondere Greifstrategie?
  4. Erreichbarkeit – Wie viel muss der Roboter „dehnen”, um alle wichtigen Stellen im Arbeitsbereich zu erreichen? Muss er den gesamten Arbeitsbereich des Roboters oder nur einen kleinen Teil davon nutzen? Muss sie sich den Standorten aus vielen verschiedenen Blickwinkeln nähern?
  5. Geschwindigkeit – Welche Zykluszeit wird für jede Aktion benötigt? Wir denken manchmal, dass die Faktoren 1-3 nur mit dem Greifer des Roboters und die Faktoren 4-5 mit dem Manipulator zusammenhängen. Sie sind jedoch alle miteinander verbunden. Ein isolierter Faktor definiert den Roboter nicht unbedingt als „geschickt”; (z.B. ist ein schneller Roboter nicht immer geschickt), aber zusammen ergeben sie ein Bild der Geschicklichkeitsbedürfnisse der Aufgabe.

Collie, Scott (10.05.2016): Autonomous learning puts human-like dexterity within robotic reach, https://newatlas.com/dexterous-robot-university-washington/43231/ [04.05.2019]

Heimgartner, Jeffrey (06.11.2018): New Research Could Give Robot Fingers the Dexterity of Humans, https://www.engineering.com/AdvancedManufacturing/ArticleID/17872/New-Research-Could-Give-Robot-Fingers-the-Dexterity-of-Humans.aspx [05.05.2019]

Raymond R. Ma, Aaron M. Dollar, “Members”; IEEE (20-23.06.2011): On Dexterity and Dexterous Manipulation, https://www.eng.yale.edu/grablab/pubs/Ma_ICAR2011.pdf [05.05.2019]

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One thought on “Wie viel Geschicklichkeit benötigt ein Roboter tatsächlich?

  1. Marcus Birkenkrahe

    Artikel bricht ein bisschen unvermittelt ab – was bedeutet das nun? Die letzte Referenz ist super, hat mir gefallen. Bei einem so technischen Thema möchte man vielleicht auch wissen, wo man mehr erfahren kann.

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