Ein Roboter, der deine Berührung spüren kann, ist beeindruckend. Ein Roboter, der schwitzt? Das ist eine ganz andere Liga.
Xiaomi hat gerade eine menschengroße Roboterhand vorgestellt, die nicht nur wie unsere greift und sich bewegt, sondern auch Druck wahrnimmt, auf Hitze reagiert und sich über ein künstliches Schwitzsystem sogar selbst kühlt. Das ist ein bemerkenswerter Sprung in einem Bereich, in dem Hände und nicht Gehirne lange Zeit das schwierigste Problem darstellten.
Jahrelang hatte die Robotik mit einer hartnäckigen Einschränkung zu kämpfen: echter Fingerfertigkeit. Maschinen konnten heben, sortieren und montieren, doch ihnen fehlte das feine Gespür, das Menschen ermöglicht, ein gesprungenes Ei zu handhaben oder den Griff während des Abrutschens anzupassen. Xiaomis jüngstes CyberOne-Upgrade soll diese Lücke schließen und Roboterhände von groben Werkzeugen in reaktionsfähige, beinahe lebensechte Schnittstellen verwandeln.
Mit der Erfassung der gesamten Handfläche, verbesserter Beweglichkeit und einem von der menschlichen Biologie inspirierten integrierten Kühlsystem stellt diese Entwicklung eine Neuausrichtung der Frage dar, wie Roboter mit der physischen Welt interagieren.
Sensoren geben den Ton an und bedecken die gesamte Handfläche
Bislang hatte der CyberOne-Roboter wie die meisten anderen Roboter Sensoren nur an den Fingerspitzen. Um diese Einschränkung auszugleichen, kombinierten sie häufig visuelle Sensoren, die bei der präzisen Kraftsteuerung und bei Interaktionen mit verdeckten Objekten weiterhin an ihre Grenzen stoßen – insbesondere im industriellen Einsatz.
In ihrer offiziellen Ankündigung, teilte das Unternehmen mit, dass seine CyberOne-Roboter nun spüren können – und zwar an den Fingerspitzen, den Fingerkuppen und auf der gesamten Handfläche. Mit einer Erfassungsfläche von 8.200 mm², der Größe einer durchschnittlichen menschlichen Handfläche, hätte der humanoide CyberOne an einem seiner wichtigsten Körperteile keine toten Winkel mehr.
Mit der Entwicklung dessen, was Xiaomi als „taktile Ganzflächenabtastung“ bezeichnet, haben die Xiaomi-Ingenieure die Effizienz des Roboters weiter gesteigert. Dadurch kann der Roboter seinen Griff auf Grundlage des Kontakts anpassen, rutschende Objekte erkennen und zerbrechliche Gegenstände sicherer handhaben.
Bild: Xiaomi
Die Xiaomi-Ingenieure beließen es nicht bei der taktilen Ganzflächenabtastung.
Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, mit der ihre Roboter die Sensoren nutzen, versorgten die Ingenieure sie mit Trainingsdaten aus haptischen Handschuhen, die von menschlichen Bedienern getragen wurden. Durch die Kombination dieser Daten mit den erweiterten Sensoren der Roboter können diese verstehen, wie sie ihre Handflächen am besten zum Aufnehmen, Halten und Greifen wie Menschen.
Eine automatische Temperaturregelung
Unter der Metallverkleidung eines Roboters befindet sich tatsächlich ein Computersystem mit einem leistungsstarken Chip, Netzwerkkommunikation und Kabeln, die elektrische Signale übertragen. All diese Komponenten erzeugen Wärme, die reguliert werden muss, damit die Roboter ordnungsgemäß weiterarbeiten können.
Für Roboter, die in industriellen Umgebungen wie Fabriken eingesetzt werden und dort stundenlang mit maximaler Leistung arbeiten müssen, ist eine interne Wärmeregulierung unabhängig von den vorhandenen Luftkühlungssystemen unverzichtbar. Um den Schweißprozess nachzubilden, verfügt diese neue Hand über eine eigene künstliche Schweißdrüse.
Bild: Xiaomi
Interesting Engineering weist darauf hin, dass das Unternehmen zur Nachbildung der Schweißdrüsen einen 3D-gedruckten Flüssigkeitskanal aus Metall verwendet hat, durch den Kühlflüssigkeit fließt und der durch Verdunstung Wärme aufnimmt. Zwar wurden keine Details dazu veröffentlicht, wie die Flüssigkeit zirkuliert, doch das System ist darauf ausgelegt, Wärme durch Verdunstung abzuführen.
Obwohl weder Xiaomi noch Interesting Engineering Einzelheiten dazu genannt haben, wie die Kühlung zirkuliert, sollte sich die nun erwärmte Flüssigkeit auf Grundlage typischer Beispiele für die Funktionsweise solcher Technologien in einem kühleren Teil des Roboters abkühlen.
Eine kleinere Hand, neu entwickelt für präzise Manipulation
Um ein Präzisionsniveau nahe dem des Menschen zu erreichen, ist die neue Hand nun kleiner als frühere Versionen. Xiaomi hat die Größe der Hände um 60 % reduziert und das Verhältnis zum Menschen auf 1:1 gebracht, so Interesting Engineering. Die neue Hand ist nach den Proportionen eines 1,73 Meter großen Menschen gestaltet.
Das Unternehmen erklärt, diese neue Größe werde dem Roboter helfen, Fabrikabläufe „natürlicher auszuführen“.
Positive Ergebnisse mit großem Zukunftspotenzial
Laut Xiaomi zeigen erste Testergebnisse großes Potenzial für den Einsatz dieser neuen Roboterhände.
Von Interesting Engineering veröffentlichte Xiaomi-Daten zeigen, dass Xiaomi bei einem fabrikähnlichen Test die aufgerüstete CyberOne-Hand zum Anziehen von Muttern eingesetzt hat. Dabei wurde Folgendes erreicht:
- Eine Erfolgsquote von 90,2 % in einem 76-Sekunden-Zyklus über drei Stunden. Das bedeutet, dass innerhalb eines festgelegten Zeitfensters von 76 Sekunden über drei Stunden kontinuierlicher Tests eine Erfolgsquote von neun von zehn Versuchen erreicht wurde.
Diese aufgerüstete Hand arbeitete nicht nur zuverlässig, Xiaomi bestätigte auch, dass ihre Lebensdauer auf 150.000 Zyklen erhöht wurde, während frühere Versionen nach 10.000 Wiederholungen erste Ausfälle und Verschleißerscheinungen zeigten.
Indem Xiaomi Daten aus seinen taktilen und haptischen Tests als Open Source veröffentlicht, unterstützt das Unternehmen die gesamte Robotikbranche dabei, bessere und effizientere Roboter zu entwickeln. Dazu gehören 61 Stunden Rohdaten zur taktilen Wahrnehmung sowie das TacRefineNet-Framework, ein vom Unternehmen entwickeltes spezielles Robotik-Framework.
All das deutet auf eines hin: Roboter stehen vor einem deutlichen Leistungssprung und entwickeln sich von bloßen kommerziellen Maschinen zu präzisen Systemen, die Aufgaben schnell und mit fortgeschrittener Fingerfertigkeit erledigen.
Mehr darüber, in welche Richtung sich die humanoide Robotik als Nächstes entwickelt, erfährst du in unserem Beitrag darüber, wie Unitree stark auf Rentabilität und Skalierung setzt – und zwar bei seinem bevorstehenden Börsengang.