Haushaltsroboter Stretch 3: Warum er zur Alternative für humanoide Roboter werden könnte

Trotz weltweiter Anstrengungen ist es eher unwahrscheinlich, dass humanoide Roboter schnell Aufgaben im Haushalt übernehmen. Mit dem Stretch 3 könnte es schon bald eine kostengünstige Alternative geben.

Die Fortschritte sind gewaltig: Roboter lernen mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz ihr Umfeld zu verstehen und können damit bereits einige Alltagsaufgaben übernehmen. Im Fokus stehen dabei aktuell meist humanoide Roboter, die sich durch ihre menschliche Gestalt prinzipiell für alle Tätigkeiten eignen, die auch ein Mensch erledigen kann. Deshalb träumen manche Menschen bereits davon, diese bald auch als Haushaltshilfe einzusetzen. Das Problem: Die vielen Gelenke erfordern zahlreiche Antriebe. Das macht die Lösungen kompliziert und teuer. Deshalb dürften die Humanoiden zumindest Anfangs eher im professionellen Industrieumfeld Anwender finden.

Eine mobile Plattform und ein Arm reichen dem Stretch für viele Tätigkeiten

Einfacher und kostengünstiger sind dagegen mobile Plattformen aufgebaut, die mit einem oder zwei Armen ausgerüstet sind. Auf ebenen Böden ist das völlig ausreichend. Genau darauf fokussiert sich seit 2017 der Hersteller „Hello Robot“ aus Atlanta/USA. Gegründet wurde das Unternehmen vom ehemaligen Leiter der Robotik bei Google, Aaron Edsinger, und dem Professor vom Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), Charlie Kemp. 2020 stellten sie ihr erstes Modell vor, den Stretch. Das ist eine mobile Plattform, die von der Basis her einem Staubsaugroboter ähnelt. Davon ragt ein Stab in die Höhe, an dem waagrecht ein Teleskoparm sowie eine Kamera angebracht sind. Zusammen mit einem einfachen Greifer kann das Gerät damit beispielsweise Gegenstände greifen und Türen öffnen. Vor wenigen Tagen präsentierte das Unternehmen die neuste Version Stretch 3.

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Die Videos dazu wecken hohe Erwartungen. Der Roboter sortiert Spielzeug in Boxen, lädt Wäsche aus dem Trockner in einen Korb, öffnet Türen, gießt Blumen und saugt mit einem kompakten Staubsauger sowohl den Fußboden als auch das Sofa. Neuere Filme zeigen die Kooperation von zwei Robotern. Sie räumen gemeinsam Geschirr aus einem Geschirrspüler und legen es in eine Schublade. Sie öffnen eine Pillendose, um eine Tablette zu entnehmen. Gemeinsam legen sie Wäsche zusammen, machen Betten und füllen Wasser aus einem Wasserspender in ein Glas. Allerdings sind diese Anwendungen zumeist noch teleoperiert und der Vorgang ist in den Videos beschleunigt. Das heißt: Der Roboter agiert nicht autonom, sondern wird von einem Menschen gesteuert, der dafür auch das Bild der Kamera nutzen kann. So einfach, wie es in den Videos erscheint, ist die Nutzung von Stretch also nicht. Immerhin gibt der Hersteller in den Videos auch an, wenn Teleoperation erfolgt und wo der Prozess beschleunigt dargestellt wird.

Open-Source-Community arbeitet an KI-Lösungen für autonome Roboter

Bisher ist der Stretch 3 also eher noch eine Entwicklungsplattform. Allerdings werden aktuell zahlreiche autonome Funktionen für das neue System entwickelt. Dabei hilft es auch, dass Hello Robot dazu eine Open-Source-Community aufgebaut hat. Menschen an Hochschulen und in Unternehmen entwickeln also Lösungen, die mittels künstlicher Intelligenz (KI) das Umfeld interpretieren, damit der Roboter autonom agieren kann. Die Software erkennt dabei beispielsweise Gegenstände auf einem Schreibtisch und kann diese greifen. Gleiches gilt für Griffe an Schubladen und Türen, wobei das Programm dann auch die Öffnungsrichtung erkennen muss.

Technisch hat Hello Robot seinen Stretch 3 dazu gegenüber der ersten Version aufgerüstet. Der Sensorkopf am oberen Ende ist dazu mit einer RGB-Kamera (Modell: Arducam B0385) für die Navigation ausgerüstet. Eine weitere Kamera interpretiert die Entfernungen, indem sie Tausende Punkte auf Objekte projiziert und daraus Punktwolken erstellt. Zum Einsatz kommt hierzu die Tiefenkamera Intel RealSense D435if. Darüber hinaus sind im Sensorkopf ein Mikrofon und ein 8-W-Stereo-Lautsprecher integriert.

Greifer mit integrierter Tiefenkamera und offenes Betriebssystem

Neu ist auch der „Stretch Gripper 3“ mit seinen beiden saugnapfähnlichen Kappen zum Greifen von Gegenständen von bis zu 2 kg und einer zusätzlich integrierten Tiefenkamera. Gerechnet wird in einem Einzelkernprozessor (Intel i5-1240P). Ebenfalls neu ist der Adapter DexWrist 3 für den Greifer und andere Anbauteile wie ein Tabletcomputer. Damit wird der Roboter mit wenigen Handgriffen vom Handlanger zum Unterhaltungsroboter. Die Energieversorgung übernimmt ein 12-V-Akku, der laut Hersteller im Betrieb für zwei bis fünf Stunden reicht. Entwickler finden an der Roboterbasis zahlreiche Schnittstellen. Unterstützt werden das Open-Source-Betriebssystem ROS 2 und die Programmiersprache Python SDK.

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Bei einem Eigengewicht von 24,5 kg ist der Robotergreifer für Traglasten von bis zu 2 kg ausgelegt. Aber auch diese auf das Wesentliche reduzierte Lösung hat ihren Preis. In der Starterversion mit Greifer, Batterieladegerät und Bediengerät zur Teleoperation kostet der Stretch 3 aktuell 24 950 $.