Adaptives Laufen durch Multi-Kontakt Stabilisierung und Nutzung von Teilkontakten für humanoide Roboter

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel J. Rixen; Dr.-Ing. Federico Tombari, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407378162

Die Bedeutung von Robotern für unsere Gesellschaft hat in den letzten Jahrzehnten stetig zugenommen. Während im industriellen Umfeld stark spezialisierte, hocheffiziente Systeme eingesetzt werden, liegen potenzielle Anwendungen für Humanoide, d.h. an die Anthropologie des Menschen angelehnte Roboter, in vielseitigen Bereichen wie dem Katastrophenschutz, der Alten- und Krankenpflege und nicht zuletzt der Unterhaltungsindustrie. Obwohl in Literatur und Medien humanoide Roboter meist sehr leistungsfähig dargestellt werden, sind die Fähigkeiten selbst fortschrittlichster Systeme nicht mit denen eines Menschen vergleichbar. Dies beginnt bereits mit der Fortbewegung in unstrukturierten Umgebungen außerhalb des Labors, wie z.B. in einem Katastrophengebiet oder inmitten einer Menschenmenge. Die Flexibilität, also die Fähigkeit sich an zunächst unbekannte und zeitlich veränderliche Umgebungen anpassen zu können, stellt hierbei eine große Herausforderung dar. Im Rahmen dieses Projekts soll die Fortbewegung von humanoiden Robotern in solchen Umgebungen verbessert werden. Hierzu wird im Speziellen die Benutzung der Arme zur Stabilisierung, z.B. das Abstützen an Wänden, sowie der Umgang mit teilflächigen Kontakten, wie z.B. beim Besteigen von Treppen mit kurzen Stufen, untersucht. Das Problem wird in die Schwerpunkte Wahrnehmung und Umgebungsmodellierung, Navigation und Bewegungsplanung sowie Regelung zur Stabilisierung untergliedert. Die Schwerpunkte gliedern sich wiederum in Teilprobleme, welche an der Technischen Universität München vom Lehrstuhl für Angewandte Mechanik und vom Lehrstuhl für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality gemeinschaftlich untersucht werden. Durch eine enge Kooperation soll die Expertise beider Gruppen dem gemeinsamen Ziel, der Verbesserung des Laufverhaltens humanoider Roboter, zugutekommen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Lösung der Teilprobleme durch effiziente, echtzeitfähige Algorithmen, um dem langfristigen Ziel einer praktischen Anwendung näher zu kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen