Humanoider Roboter fährt autonom Auto

Robotikforscher der University of Tokyo haben einen humanoiden Roboter mit dem Namen "Musashi" entwickelt, der prinzipiell jedes herkömmliche Auto als Chauffeur fahren könnte. Die Forscher wollen mit ihrem Ansatz zeigen, dass es nicht zwingend nötig ist, ein komplettes Auto zu automatisieren, sondern dass ein verhältnismäßig preiswerterer humanoider Roboter dazu ausreicht.

Autonomes Fahren ist eine teure Angelegenheit, muss doch das Fahrzeug mit einer gewissen Intelligenz und allerlei Sensorik ausgestattet werden. Die japanischen Wissenschaftler haben sich deshalb in der Studie "Toward Autonomous Driving by Musculoskeletal Humanoids: A Study of Developed Hardware and Learning-Based Software" (PDF), die auf Arxiv im Preprint veröffentlicht ist, gefragt, ob es nicht einfacher und preiswerter wäre, einen humanoiden Roboter als Fahrer in einem herkömmlichen Auto zu verwenden.

Dazu konstruierten sie den Musashi-Roboter, der einem menschlichen Fahrer ähnelt. Er besitzt als humanoider Roboter einen beweglichen Kopf, einen Rumpf mit zwei Armen und Beinen. Die Hände sind ebenfalls an dem menschlichen Vorbild orientiert aufgebaut, sodass der Roboter die Bedienelemente in einem für Menschen gemachten Fahrzeug betätigen kann. Dazu gehören auch zwei Füße, die besonders griffig ausgeführt sind, um nicht von den Pedalen des Fahrzeugs abzurutschen.

Insgesamt wurde der Roboter so aufgebaut, dass er ähnlich wie ein menschlicher Fahrer funktionieren kann. Dazu haben ihm die Forscher eine Art künstliches Skelett spendiert, das über muskelähnliche Aktuatoren angesteuert wird. Der Roboter verfügt über 74 künstliche Muskeln und 39 Gelenke. Hinzu kommen die Aktuatoren und Gelenke in den beiden Händen, mit denen er das Lenkrad des Fahrzeugs sowie etwa den Autoschlüssel zum Starten, den Blinkerhebel und die Handbremse betätigen kann. Der Roboter bedient Gas und Bremse anders als ein Mensch allerdings mit zwei Füßen. In ihnen sind Kraftsensoren eingebaut, die in sechs Achsen messen, um Rückmeldung geben zu können, damit der Roboter gefühlvoll mit Gas und Bremse umgehen kann.

Visuelle Erfassung über bewegliche Kamera-Augen

Zur Wahrnehmung nutzt Musashi zwei hochauflösende Kameras, die in seinen beweglichen Augen eingebaut sind. Dadurch kann das Sichtfeld vergrößert werden, um das Umfeld wahrzunehmen und etwa auch die beiden Rückspiegel abzudecken, damit auch der hintere Bereich des Fahrzeugs eingesehen werden kann. Entfernungen kann der Roboter bisher nicht erkennen. Die Forscher arbeiten derzeit an einem Erfassungssystem von Entfernungen, das ausschließlich über Kameras funktioniert. Die Objekterkennung funktioniert derzeit nur bei Tageslicht. In der Nacht kann Musashi noch nicht eingesetzt werden.

Der Roboter nutzt insgesamt vier PCs, um seine Funktionen zu gewährleisten. Verwendet werden dazu Intel NUCs etwa zur Motorsteuerung, zur Bild- und Soundverarbeitung sowie ein Zotac VR Go zur Umsetzung der Umgebungs- und Objekterkennung. Alle anderen Prozesse werden auf einem externen Intel NUC verarbeitet.

Den Musashi-Roboter trainierten die Wissenschaftler mithilfe von Videos sowie echten Fahrsituationen. Zunächst testeten ihn die Forscher in einem kleinen Elektroauto, das leistungstechnisch beschränkt wurde, auf dem Universitätscampus. Bei den Testfahrten im Schritttempo wurde vor allem die Fähigkeit getestet, Objekte zuverlässig erkennen zu können und darauf zu reagieren. Nach Angaben der Wissenschaftler seien diese Tests "ermutigend" ausgefallen. Das Ergebnis reicht allerdings noch nicht aus, um den Roboter in den Straßenverkehr schicken zu können. Sie wollen Musashi nun weiter verbessern, um herauszufinden, ob ein humanoider Roboter sicherer Autofahren kann als ein durchschnittlicher Mensch.

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(olb)