Der vom Fraunhofer IML entwickelte evoBOT begründet eine neue Generation autonomer mobiler Robotersysteme. Er kann schieben, ziehen, Dinge wenden und anreichen – und hält dabei immer das Gleichgewicht. Das verdankt er dem Prinzip des inversen Pendels, das ohne Gegengewicht auskommt: Dank der Pendelbewegung kann der Roboter Objekte direkt vom Boden anheben und in unterschiedlichen Höhen wieder abgeben.

»Unser evoBOT ist der Beginn einer neuen Population autonomer Fahrzeuge. Mit seinen Armen und dem etwas grimmigen Blick seiner Kameraaugen weist er in die humanoide Zukunft der Robotik – nicht nur in der Logistik. Mit seinem bioinspirierten Design und seinen Fähigkeiten hat er das Potenzial, zu einem echten Kollegen zu werden. Zugleich adressiert er mit seinem extremen Beschleunigungsvermögen und seiner maximalen Geschwindigkeit von 10 m/s den Hochleistungsbereich. In dieser Kombination von Fähigkeiten liegt die nächste Evolutionsstufe, die dem evoBOT seinen Namen gab« betont Prof. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML.

evoBOT ist in der Lage, Objekte wie Kisten und Pakete zu transportieren und sie aus jeder Höhe aufzunehmen und abzusetzen, die die Länge seiner Arme zulässt. Er kann Rampen und Kanten bewältigen – und auch holpriges Pflaster im Außenbereich stellt kein Hindernis für ihn dar. Der zentrale Vorteil: Mit evoBOT lassen sich viele intralogistische Aufgaben bewältigen, für die bislang unterschiedliche Robotertypen im Einsatz sind.

Entwickelt haben die Forschenden des Fraunhofer IML den Roboter auch mithilfe eines neuen Forschungszweigs: der Simulationsbasierten Künstlichen Intelligenz. Dank moderner Grafikkarten lassen sich damit hochkomplexe Vorgänge in Echtzeit simulieren. Mittels Motion Capturing gleichen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Verhalten in der Simulation mit dem der realen Fahrzeuge ab und optimieren so das Simulationsmodell. Je mehr sich die Differenz von Modell und Realität reduziert, umso mehr wird der Roboter zum cyberphysischen Zwilling der Simulation. Dieses Vorgehen kann Entwicklungszeiten massiv reduzieren: So lassen sich Prototypen bereits in der digitalen Realität testen, bevor sie gebaut werden. Zudem lassen sich die Entwicklungen von Hardware und Software auf diesem Wege entkoppeln. Es entsteht ein digitales Kontinuum der Entwicklung (»Robotic Continuum«).

Die Funktionsweise des inversen Pendels haben die Forschenden des Fraunhofer IML im Rahmen des Entwicklungsprojekts »OpenDynamics« entwickelt, einem Teilprojekt des vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten Forschungsvorhabens Silicon Economy. Daher werden die Baupläne für die erste Pendelstufe des Chassis sowie Komponenten für die Navigations- und Lokalisierungssoftware als Open Source bei der Open Logistics Foundation zur Verfügung gestellt (s. www.OpenLogisticsFoundation.org).

Das Fraunhofer IML präsentiert »evoBOT« vom 31. Mai – 2. Juni 2022 auf der LogiMAT in Stuttgart in Halle 1, Stand K61.

Der »evoBOT« im Video: https://www.youtube.com/watch?v=2OjONNn4W2U