DIY-Roboter Stringman nutzt Deckenkabel, um Haushaltschaos aufzuräumen

Ein Roboter braucht keine Beine, um einen Raum zu reinigen.

Stringman, ein Open-Source-DIY-Roboter des Ingenieurs Nathaniel Nifong, nutzt an der Decke befestigte Kabel und einen Roboter-Greifer, um Spielzeug, Kleidung und herumliegende Haushaltsgegenstände aufzuheben, wie Berichte von Interesting Engineering und Hackster.io zeigen. Das Projekt ist noch kein fertiges Haushaltsgerät, zeigt aber, wie eng umrissene, auf bestimmte Aufgaben spezialisierte Roboter die Kosten und die Komplexität von Automatisierung senken könnten.

Das ist relevant, während Robotikunternehmen humanoide Maschinen entwickeln, die alles erledigen können sollen. Stringman deutet auf eine weniger glamouröse Möglichkeit hin: Die ersten nützlichen Roboter für Haushalt und Arbeitsplatz könnten ungewöhnlich, fest installiert und in einer einzigen Aufgabe sehr gut sein.

Ein Roboter, der sich von oben durch den Raum bewegt

Interesting Engineering (IE) berichtete dass Stringman Kabel nutzt, die an den vier Ecken eines Raums aufgehängt sind, um einen leichten Roboter-Greifer durch den Luftraum des Raums zu bewegen. Das System kann Gegenstände erkennen, aufheben und zu festgelegten Ablageorten wie Wäschekörben, Spielzeugkisten oder Mülleimern transportieren.

Hackster.io beschrieb Stringman als kabelgetriebenen Parallelroboter oder CDPR, dessen Anker die Kabel auf- und abspulen, um den Endeffektor im 3D-Raum zu bewegen. „Dieser Roboter heißt Stringman und ist ein CDPR (cable-driven parallel robot)“, schrieb Hackster.io. 

Das System nutzt vier „Pilot“-Anker mit NEMA-17-Schrittmotoren und MKS42C-Controllern. Jeder Anker und der Arpeggio-Greifer enthalten einen Raspberry Pi Zero 2 W, während ein zentraler Computer die Bildverarbeitung und Entscheidungsfindung übernimmt.

Der Arpeggio-Greifer verfügt über zwei von ST3215-Servomotoren angetriebene Finger und eine Konstruktion mit vier Gelenken, die sich weit öffnet und parallel schließt. Der Greifer befindet sich etwa 50 Zentimeter unterhalb des Drehpunkts, wodurch er den Boden in der Nähe von Möbeln erreichen kann.

Warum das Design wichtig ist

Stringman ist ein DIY-Hausprojekt, kein kommerzieller Arbeitsplatzroboter. Seine Architektur liefert dennoch eine nützliche Lektion für den Einsatz von Robotern. Eine Maschine braucht keine menschliche Gestalt, wenn die Aufgabe vorhersehbar, der Arbeitsbereich bekannt und das Ziel eine einfache Pick-and-Place-Automatisierung ist.

Humanoide Roboter müssen gleichzeitig Gleichgewicht, Fortbewegung, den Umgang mit Gegenständen, Bildverarbeitung, Energieversorgung und Sicherheit bewältigen. Stringman grenzt das Problem ein, indem er fest installierte Anker im Raum, vier Motoren, einen hängenden Greifer und einen kontrollierten Arbeitsbereich nutzt.

Dasselbe Design könnte auch außerhalb des Hauses eingesetzt werden, insbesondere an Orten, an denen sich Gegenstände durch vorhersehbare Bereiche bewegen. In Lagerhäusern, Laboren, Krankenhäusern, Büros und hinteren Bereichen von Ladengeschäften ist häufig ein wiederholbarer Warentransport wichtiger als allgemeine Mobilität, und ein fest installiertes System könnte einige der Einschränkungen bei Akku und Navigation vermeiden, die mit bodenbasierten Robotern.

Roboter an der Decke würden dennoch praktische Fragen zum Einsatz aufwerfen. Teams müssten für eine sichere Installation, klar abgegrenzte Arbeitsbereiche, den Schutz lokaler Netzwerke und Regeln für den Einsatz in Gegenwart von Menschen sorgen. 

IE merkte an, dass Stringman einen vollständig lokalen Modus unterstützt, in dem Videoverarbeitung und Telemetrie innerhalb des Heimnetzwerks verbleiben, während der Fernzugriff über ein Online-Konto möglich ist.

Open Source, aber nicht einfach

Stringman basiert auf der Open-Source-Plattform LeRobot und nutzt Imitationslernen. Nutzer können den Roboter per Teleoperation trainieren, sodass er lernt, in einer bestimmten Umgebung Gegenstände aufzuheben.

Laut IE sind die Software, die Firmware, die mechanischen Konstruktionen und die Bauanleitungen unter einer Apache-2.0-Lizenz auf GitHub verfügbar. Hackster.io zufolge kostet ein Kit 1.000 US-Dollar; außerdem hieß es dort: „Es ist kein Plug-and-play-System und erfordert viel Arbeit, bis es läuft.“

Die Einschränkungen sind erheblich. IE betonte, dass die Bildverarbeitungsmodelle noch verbessert werden müssen, flache Gegenstände wie Bücher schwer zu greifen sein können und die aufgehängten Kabel während des Betriebs in den Raum hinabreichen können.

Stringman sollte eher als praktisches Robotikexperiment denn als fertiges Haushaltsgerät betrachtet werden. Die übergeordnete Aussage ist, dass nützliche Automatisierung aus spezialisierten, kostengünstigen Systemen entstehen könnte, die auf bestimmte Aufgaben zugeschnitten sind, statt darauf zu warten, dass humanoide Roboter erschwinglich werden.

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