Roboter Adam als Rockstar auf einem chinesischen Festival

Stellen Sie sich vor, wie ein humanoider Roboter auf der Bühne steht, mühelos Keytar spielt und sich im Rhythmus der Musik bewegt. Genau das wurde auf dem Musikfestival VOYAGEX in Changchun, der Hauptstadt der Provinz Jilin im Nordosten Chinas, Wirklichkeit. Am 12. Juli schloss sich der Roboter namens Adam der Band des berühmten chinesischen Musikers Hu Yutong an. Dieser vollwertige humanoide Roboter, der von der Firma PNDbotics entwickelt wurde, begeisterte das Publikum mit seinen fließenden Bewegungen und seinem präzisen Spiel. Es war nicht nur ein technologischer Erfolg, sondern auch ein künstlerisches Experiment, das die Grenzen dessen erweitert, wozu Roboter fähig sind.

Adam stand im Zentrum der Bühne, eine weiße Keytar über der Schulter. Seine Bewegungen waren so fließend wie die eines Menschen – er schlug im Rhythmus auf die Tasten, wiegte sich von einer Seite zur anderen und drückte mit seinen Fingern präzise die Noten. Gelegentlich hielt er zwischen den Riffs kurz inne, stieg dann jedoch wieder in die Melodie ein. Diese Darbietung war kein Zufall, sondern das Ergebnis einer sorgfältigen Entwicklung, die im Juni 2023 begann. Das Team von PNDbotics verbessert Adams Systeme kontinuierlich, insbesondere seine Beine und Füße, um ihre Zuverlässigkeit in unterschiedlichen Umgebungen zu gewährleisten.

Wie funktioniert der Roboter Adam?

Adam ist 1,6 Meter groß und wiegt 60 Kilogramm, was ihn zu einem robusten, aber beweglichen Roboter macht. Er verfügt über 25 Freiheitsgrade (Degrees of Freedom, DOF), die ihm koordinierte Bewegungen des gesamten Körpers ermöglichen. Angetrieben wird er von 25 patentierten PND-Aktuatoren (Antriebseinheiten) mit quasi-direktem Antrieb (Quasi-Direct Drive, QDD) und fortschrittlicher Kraftregelung. Diese Aktuatoren an den Beinen erzeugen ein Drehmoment von bis zu 360 Nm und sorgen so für eine kraftvolle und stabile Beweglichkeit. Die Hände verfügen über fünf Freiheitsgrade für eine geschickte Handhabung, während die Taille drei Freiheitsgrade für ein besseres Gleichgewicht und eine bessere Körperhaltung bietet.

Sein biomimetischer Torso, der die menschliche Anatomie nachahmt, und sein modulares Design ermöglichen Bewegungen, die denen eines Menschen sehr ähnlich sind. Das System wird von einer leistungsstarken PND Robot Control Unit auf Basis eines Intel-i7-Prozessors gesteuert, die mit dem Echtzeitnetzwerk von PND verbunden ist. Dies gewährleistet eine hochentwickelte Echtzeitkoordination zwischen Gliedmaßen und Gelenken. Adam ist mit einem proprietären Algorithmus für bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning, RL) ausgestattet, der anhand umfangreicher Simulationen und Daten trainiert wurde. Dieser Algorithmus ermöglicht es ihm, mit menschenähnlicher Präzision zu gehen, sich zu bewegen und das Gleichgewicht zu halten.

Das modulare Design der Aktuatoren erleichtert Wartung und Upgrades. Der Roboter unterstützt den Anschluss von Modulen für maschinelles Sehen und geschickte Hände, konzentriert sich in dieser Entwicklungsphase jedoch auf blinde Bewegung – die Fortbewegung ohne visuelle Eingaben. Das Team von PNDbotics kalibrierte die Bewegungsdaten so, dass sie Adams Struktur entsprechen, und erweiterte öffentliche Datensätze um hochpräzise Bewegungserfassungen. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung an neue Szenarien wie unebenes Gelände oder überfüllte Räume. Adam verfügt außerdem über einen Gigabit-Ethernet-Switch mit 16 Ports für die Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Aktuatoren und Sensoren sowie über eine drahtlose Verbindung zur Fernüberwachung.

Zweck und Einsatzmöglichkeiten des Roboters Adam

Adam wurde für die Zusammenarbeit mit Menschen in verschiedenen Branchen wie Forschung, Fertigung, Gesundheitswesen, Logistik und weiteren Bereichen entwickelt. Sein Hauptziel besteht darin, komplexe und dynamische Aufgaben mit hoher Effizienz und Sicherheit auszuführen. Dank fortschrittlicher Sensoren und maschinellen Sehens kann er auf Gehwegen und in öffentlichen Bereichen navigieren, Lasten von bis zu 40 Pfund tragen und an der Seite eines Menschen bleiben.

Für Forscher und Entwickler bietet Adam ein offenes SDK (Software Development Kit, eine Sammlung von Werkzeugen für die Softwareentwicklung) sowie Kompatibilität mit Plattformen wie Nvidia Isaac Gym für Simulationen und das Training künstlicher Intelligenz. Dies ermöglicht die Anpassung an neue Aufgaben und Umgebungen. Einige Varianten von Adam verfügen über ausdrucksstarke Roboterköpfe für soziale Interaktionen mit präzisen Servoantrieben für die Bewegungen von Augen, Kiefer und Hals.

Dank seines biomimetischen Designs, seiner durch künstliche Intelligenz gesteuerten Anpassungsfähigkeit und seiner modularen Architektur eignet sich Adam ideal für die industrielle Automatisierung und die Forschung. Seine energieeffiziente und robuste Konstruktion ermöglicht langfristige Einsätze, und das Team konzentriert sich auf die Erweiterung seiner Geschicklichkeit, Wahrnehmung und sozialen Fähigkeiten. Dieser Roboter ist nicht nur eine musikalische Sensation – er ist ein Schritt in Richtung einer Zukunft, in der Roboter im Alltag helfen.