Das Robotikunternehmen Boston Dynamics zeigt in einem Video, wie der humanoide Roboter Atlas einen schweren Kühlschrank aufnimmt und abstellt. Was nach einer einfachen Aufgabe aussieht, verlangt dem Roboter eine überaus hohe Körperbeherrschung ab. Das Unternehmen will damit die Ganzkörperkoordination und die physische Anpassungsfähigkeit von Atlas zeigen, der beim Anheben schwerer Lasten seinen gesamten Körper dynamisch einsetzt.

Atlas ist zwar in der Lage, auch präzisere Aufgaben durchzuführen, seine Hauptaufgabe liegt jedoch in der Handhabung schwerer Objekte. Die Ingenieure haben als Beispiel das Anheben und Abstellen eines Kühlschranks gewählt.

„Man kann einen Kühlschrank nicht einfach anheben, indem man ihn nur ansieht und die Hände benutzt. Man muss sich darauf vorbereiten: das Gewicht antizipieren, sich dagegenstemmen und den Körper die eigentliche Arbeit verrichten lassen – nämlich sich der Form des Objekts anzupassen, auf dessen Gewicht zu reagieren und zu prüfen, ob man es überhaupt anheben kann“, schreiben der Director of Robot Bevaiour Alberto Rodriguez und die Ingenieure Shane Rozen-Levy und Vinay Kamidi in einem Blog-Beitrag zur Demonstration des Trainings von Atlas für schwere Arbeiten.

Von der Simulation zur Realität

Diese Fähigkeit trainierten die Forscher Atlas mittels Reinforcement Learning (RL) in einer simulierten Umgebung an. Der Roboter habe das Anheben eines Kühlschranks „über Millionen von Stunden hinweg – parallel auf mehreren Grafikprozessoren (GPUs) – in Simulationen geübt“. Dabei wurden Kühlschränke in unterschiedlicher Form und Größe simuliert. Nur so kann sich der Roboter später beim Anheben und Tragen genau an die spezifischen Eigenschaften des Kühlschranks in der realen Welt anpassen.

Boston Dynamics testet die antrainierten Fähigkeiten dann auf der Roboter-Hardware, um reale Daten zu erhalten. Klappt etwas nicht, wird das Training angepasst. Die Hardwaretests seien „der Schlüssel zur Verbesserung“, da es eine Diskrepanz zwischen der Simulation und der realen Welt gibt, die nicht vollständig geschlossen werden könne. Die Ingenieure schreiben, jedoch bereits dicht dran zu sein, diese Lücke stark zu minimieren.

Der Atlas-Roboter hat in der Simulation erlernt, auf die Position des Kühlschranks, seine Masse und Griffigkeit sowie an seine Lage im Raum, wenn er bereits zwischen den Händen, Armen und Rumpf eingeklemmt liegt, zu reagieren. Diese physische Intelligenz sei fundamental für die physische Anpassungsfähigkeit eines Roboters.

Hinzu komme die übermenschliche Bewegungsvielfalt des Atlas-Roboters. Anders als ein Mensch sind viele seiner Körperteile identisch, etwa die Arme, Beine sowie die Schulter-zu-Schulter- und Beckenstrukturen. Ähnliches gilt auch für die Füße, die vorn und hinten symmetrisch aufgebaut sind. Der Roboter kann sich dadurch gleich gut vor- und zurückbewegen. Der durch die Gleichheit der Körperteile erzielte größere Bewegungsspielraum wird durch Aktuatoren unterstützt, die durch Drehkontakte unendlich rotieren können, sodass die Gelenkbewegungen nicht beschränkt sind.

Im Video stemmt Atlas spielend einen etwa 22,7 kg schweren Mini-Kühlschrank. Es sei allerdings auch gelungen, einen rund 45 kg schweren Kühlschrank anzuheben und zu platzieren, heißt es von Boston Dynamics.

(olb)