Technik

Humanoide Roboter lernen das Handwerk

von Paul Bandelin

Humanoide Roboter können auch im Handwerk helfen. Entweder ziehen sie Wände hoch, besprühen sie oder bauen selbstständig Pavillons.

Roboter mit zur Faust geballter Hand.
Mechanische statt körperliche Kraft: In Zukunft sollen Roboter anstrengende Arbeiten im Handwerk übernehmen. Foto: Unsplash / Franck V.

Das erfahren Sie gleich:

  • Welche Handwerksbereiche humanoide Roboter unterstützen können
  • Wie ein teilautonomer Quadrocopter von Disney Research Wände besprüht
  • Warum der In situ Fabricator aus der Schweiz bei der Kolonisierung des Mars eine entscheidende Rolle spielen könnte

Der technische Fortschritt ist unaufhaltsam und keine Branche ist mehr vor ihm sicher. Selbst im Handwerk und auf Baustellen finden immer mehr Roboter einen Platz. Das wirkt zum einen dem demografischen Wandel in vielen Industrieländern entgegen, zum anderen können Roboter ruhigen Gewissens für Menschen gefährliche Aufgaben ausführen.

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Humanoider Roboter zieht Wände hoch

Für den Hausbau braucht es heutzutage fast keine Handwerker mehr. Das Japan Advanced Industrial Science and Technology Institute (AIST) hat mit dem HRP-5P einen humanoiden Roboter entwickelt, der unterschiedliche Arbeiten am Bau übernehmen kann. So ist er etwa in der Lage, Trockenwände einzubauen und selbstständig zu verschrauben.

In den kommenden Jahren soll der 182 Zentimeter große und einem Menschen äußerlich sehr ähnliche Roboter weiter dazulernen und bei gefährlichen Tätigkeiten oder einem Mangel an Arbeitskräften zum Einsatz kommen. Die menschliche Bewegungsfreiheit sucht man bei dem 101 Kilogramm schweren HRP-5P allerdings vergeblich. Seine Bewegungen sind sehr grobmotorisch und dauern verhältnismäßig lange, dafür erledigt er seine Aufgaben aber effektiv und fehlerfrei.

Da Japan schon länger demografische Probleme hat und der Geburtenrückgang ein ernsthaftes Problem für das Land ist, könnte der humanoide Roboter ein Modell für die Zukunft sein und Arbeiten übernehmen, für die sich keine Menschen mehr finden. Alternativ ist auch ein Einsatz als Schiffs- oder Flugzeugbauer möglich.

PaintCopter aus Disneys Research Labor

Mit Disney assoziieren die meisten Menschen Zeichentrickfilme für Kinder und das große rosafarbene Schloss im Disneyland Paris. Doch das Medienunternehmen kann auch anders: Disney Research ist ein Netzwerk aus Forschungslabors mit dem Ziel, wissenschaftliche und technologische Innovationen voranzutreiben.

In Zusammenarbeit mit der ETH Zürich ist dabei der PaintCopter herausgekommen – eine Drohne, die auf ebenen und dreidimensionalen Flächen Farbe verteilen kann. Dafür braucht sie weder Gerüst noch Leiter und kommt in jede Höhe.

Die modifizierte DJI Matrice 100 ist mit vier vom Rumpf abgehenden Rotoren ausgestattet, hinzu kommt ein langer beweglicher Arm, an dem eine Sprühpistole angebracht ist. Nur drei Schritte braucht es, um eine Fläche einzufärben. Zunächst scannen am Rumpf angebrachte Kameras die Zielfläche. Aus den Daten entsteht am Computer eine akkurate 3D-Karte.

Im nächsten Schritt gibt der Designer an, was die Drohne genau tun soll – eine Fläche einfärben oder feine Linien zeichnen – abschließend überträgt er die Kommandos zur Drohne, die ab dann autonom arbeitet.

Damit die Rotoren nicht die Sprühfarbe nicht beeinträchtigen, haben die Ingenieure sie an einem separaten, knapp ein Meter langen Arm befestigt. Ein am Rumpf angebrachter Schlauch führt die Farbe und den zum Betrieb notwendigen Strom zu.

Noch steckt die Drohne in der Entwicklung und steht etwas wacklig in der Luft, einfache Arbeiten stellen sie aber vor keine Probleme.

In situ Fabricator unterstützt die Kolonisierung des Mars

In der Schweiz bekommt man offenbar nicht genug von Robotern. Auf der Ausstellung „Hello Robot, Design zwischen Mensch und Maschine“ in Winterthur präsentiert wiederum die ETH Zürich noch bis Anfang November 2018 einen interessanten Roboter, der sich ebenso als Baumaschine verstehen lässt. Die Ingenieure platzierten auf dem Fahrgestell eines kleinen Kettenbaggers den rund drei Metern hohen Aufbau.

Um der Welt sein Können zu zeigen, baute der In situ Fabricator aus Schottersteinen und handelsüblicher Schnur Säulen, die in Kombination mit einem acht Tonnen schweren Stahldach einen Pavillon ergeben. Aus 30 Tonnen der kleinen Steine erbaute er in Verbindung mit rund 120 Kilometern Schnur insgesamt elf der tragfähigen Stützen.

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Die größte Schwierigkeit war dabei, die Steine so zu verkanten, dass sie stabil ineinander haften bleiben und die Schnur lediglich die Funktion der Formgebung übernimmt. Dafür brauchte der Roboter allerdings beachtliche acht Wochen, in denen er die Steine gezielt aufeinanderstapelte.

In Zukunft könnte der In situ Fabricator etwa die Menschheit bei der Kolonialisierung fremder Planeten unterstützen und dort erste Arbeiten übernehmen. So wäre er mit etwas mehr Übung dazu geeignet, selbstständig die Grundmauern einer Behausung hochzuziehen.

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