Künstliche Helfer 15.12.2023, 10:51 Uhr

Humanoide Roboter: das sind die besten

Als Helfer in der Industrie, im Pflegebereich oder im Haushalt – humanoiden Robotern gehört die Zukunft. Wir haben uns einmal angeschaut, welche Modelle derzeit die Nase vorne haben.

Humanoider Roboter

Der Digit von Agility Robotics ist bereits bei Amazon im Einsatz.

Foto: Agility Robotics

Die Initiative AI Grid hat eine Liste mit dem besten aktuell verfügbaren humanoiden Roboter zusammengestellt und ein Video dazu auf Youtube gepostet. Zum Präsidium von AI Grid zählt unter anderem der langjährige Leiter des Deutschen Zentrums für künstliche Intelligenz (DFKI), Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster. Es ist daher davon auszugehen, dass das Team weiß, welche Modelle derzeit die besten sind. Schauen wir also, was die Welt der humanoiden Roboter 2023/24 zu bieten hat. Und das ist weit mehr als nur Tesla mit seinem Optimus.

Digit von Agility Robotics

Agility Robotics präsentierte im Frühjahr 2023 eine neue Generation des humanoiden Arbeitsroboters Digit, den ersten vielseitigen, menschenbezogenen Roboter für die Logistik. Digit, menschengroß mit zwei Armen und Beinen, ist für menschlich konzipierte Arbeitsumgebungen geeignet und lässt sich nahtlos in bestehende Lager- und Infrastruktursysteme integrieren.

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Der Roboter spezialisiert sich auf repetitive, prozessautomatisierte Aufgaben, die oft gefährlich sind und Mitarbeiter gefährden könnten. Im Gegensatz zu anderen, stationären Logistikrobotern mit begrenzten Fähigkeiten, zeichnet sich Digit durch seine Flexibilität in der Aufgabenübernahme aus. Seit der Erstvorstellung vor drei Jahren hat Agility Robotics eng mit Nutzern zusammengearbeitet, um Digit weiterzuentwickeln und seine Integration in Lager- und Lieferkettenprozesse zu optimieren.

GR-1 von Fourier Intelligence

Fourier Intelligence, ein Unternehmen aus Shanghai, möchte mit seinem humanoiden Roboter GR-1 den Gesundheitssektor revolutionieren. Der Roboter, konzipiert als Antwort auf den Arbeitskräftemangel und zur Unterstützung älterer Menschen, soll das Potenzial haben, Pflegedienste grundlegend zu verändern. Der 1,64 Meter große und 55 Kilogramm schwere GR-1 besitzt menschenähnliche Fähigkeiten wie Gehen, Hindernisausweichen und das Ausführen alltäglicher Aufgaben. Besonders wertvoll ist er in Gesundheitseinrichtungen, wo er beispielsweise beim Umlagern von Patienten hilft.

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Zen Koh, CEO und Mitgründer von Fourier Intelligence, sieht den GR-1 als zukünftigen Kernbestandteil in der Pflege und Therapieunterstützung für ältere Menschen. Das Unternehmen strebt an, die Robotertechnologie kontinuierlich zu verbessern und nahtlos in den Klinikalltag zu integrieren. Fourier Intelligence, Spezialist für Rehabilitationstechnologie und Exoskelette, baut auf seinem Fachwissen auf, um vielseitige Lösungen für unterschiedliche medizinische Bedürfnisse zu bieten. Der GR-1 wird zudem mit KI-Tools wie ChatGPT ausgestattet, um eine menschenähnlichere Interaktion zu ermöglichen.

H1 von Unitree

Ab Februar 2024 ist der humanoide Roboter H1 von Unitree Robotics erhältlich. Der H1, von seinem Hersteller als „leistungsstärkster und kostengünstigster humanoider Roboter auf dem Markt“ beworben, hat eine Größe von 1,80 Metern, ein Gewicht von 47 Kilogramm und kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5,5 km/h gehen. Trotz seines ultraleichten Designs unter 50 kg zeichnet sich der H1 durch hohe Gewichtseffizienz und Robustheit aus, ohne Einbußen bei der strukturellen Integrität. Er kann dank eines maximalen Drehmoments von 360 Nm anspruchsvolle Aufgaben mühelos meistern.

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Der H1 verfügt über selbstentwickelte Hochdrehmoment-Gelenkmotoren, die für präzise und kraftvolle Bewegungen sorgen. Seine fortschrittlichen Komponenten, wie 3D-LIDAR, ermöglichen dem Roboter eine erweiterte Umgebungswahrnehmung und -interaktion. Unterstützt wird er von einer universellen Künstlichen Intelligenz, die ihm eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit verleiht. Diese macht ihn vielseitig einsetzbar, sowohl in der Industrie als auch im Dienstleistungssektor.

Optimus Generation 2 von Tesla

Im Dezember 2023 präsentierte Tesla die zweite Generation seines humanoiden Roboters Optimus, der signifikante Verbesserungen aufweist. Die Bewegungen sind nun flüssiger und die Laufgeschwindigkeit wurde um etwa 30 Prozent gesteigert, während die Fähigkeit, Druckempfinden in den Fingern zu simulieren, verbessert wurde. Besonders auffällig ist die gesteigerte Geschmeidigkeit des Oberkörpers, erreicht durch Teslas neu entwickelte Aktuatoren und Sensoren. Der Kopf, gesteuert durch einen zweiachsig beweglichen Aktuator, verleiht dem Roboter menschenähnlichere Bewegungen.

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Auch im Bereich des Gehens wurden Fortschritte erzielt. Dank verbesserter Aktuatoren und Sensorik, insbesondere durch den Einsatz von drehmomentgesteuerten Aktuatoren, die eine Rückkopplung der Kräfte ermöglichen, bewegt sich der Roboter schneller und effizienter. Tesla gibt an, dass das Gewicht des neuen Modells um 10 Prozent reduziert wurde, was die allgemeine Beweglichkeit fördert. Zudem wurde die Körperkontrolle optimiert, sodass der Roboter jetzt komplexe Bewegungen wie Kniebeugen ausführen kann, ohne das Gleichgewicht zu verlieren.

Apollo von Apptronik

Der 1,70 m große und 73 kg schwere Apollo-Roboter ähnelt in seiner Statur einem Menschen. Seine austauschbare Batterie ermöglicht eine Betriebsdauer von vier Stunden. Mit seinen beiden Armen kann Apollo Lasten bis zu 25 kg heben, was ihn für die Logistikbranche, beispielsweise für Beladungsaufgaben, prädestiniert. Erste Einsatzgebiete könnten unter anderem die Gepäckhandhabung an Flughäfen sein. In der Fertigungsindustrie ist geplant, dass Apollo kollaborativ neben Menschen arbeitet und Aufgaben übernimmt, die als schwer, monoton oder gefährlich gelten.

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Apptronik hat bei Apollo auf Hände mit fünf Fingern verzichtet und stattdessen ein modulares Handgelenkssystem entwickelt, das verschiedene Handtypen aufnehmen kann. Dies erlaubt eine flexible Anpassung an unterschiedliche Einsatzbereiche. Langfristig plant Apptronik dennoch, Roboterhände mit mehreren Fingern zu integrieren. Das Unternehmen setzt auf ein humanoides Design mit zwei Beinen, um Apollo ohne größere Anpassungen in menschzentrierten Umgebungen einsetzen zu können. Beine ermöglichen eine effiziente Bewegung auch in beengten Räumen. Gleichzeitig ist es wichtig, Apollos Stabilität zu gewährleisten, um Stürze und daraus resultierende Schäden zu vermeiden.

Phoenix von Sanctuary AI

Im Sommer 2023 stellte Sanctuary AI, ein in Vancouver, Kanada, ansässiges Robotikunternehmen, die sechste Generation seines humanoiden Allzweckroboters, Phoenix, vor. Ausgestattet mit dem KI-Steuerungssystem Carbon, soll Phoenix eine „menschenähnliche Intelligenz“ besitzen, die ihn befähigt, vielfältige industrielle Aufgaben zu bewältigen. Phoenix, mit einer Größe von rund 1,7 Metern und einem Gewicht von 75 Kilogramm, zeichnet sich durch seine Kraft aus und kann Lasten bis zu 25 Kilogramm tragen. Seine maximale Geschwindigkeit beträgt etwa 5 Kilometer pro Stunde, was der durchschnittlichen Gehgeschwindigkeit eines Menschen entspricht.

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Der Roboter verfügt über Hände mit fünf Fingern, die insgesamt 20 Bewegungsfreiheiten bieten und durch einen „Tastsinn“ in der Lage sind, Objekte geschickt zu manipulieren. Sanctuary AI beschreibt Phoenix als universell einsetzbaren Allzweckroboter, der menschenähnliche Arbeiten verrichten kann. Das Carbon-Steuerungssystem basiert auf KI und integriert fortschrittliche Techniken, um natürliche Sprache in Aktionen umzusetzen. Es soll Phoenix ermöglichen, Aufgaben ähnlich wie ein Mensch zu erledigen, wobei intelligente Entscheidungen getroffen werden. Dafür nutzen die Entwickler Deep Learning, Reinforcement Learning und eine physikalisch-realistische Weltsimulation zur Schulung des Roboters.

Atlas von Boston Dynamics

Im Januar 2023 präsentierte Boston Dynamics, ein führendes Robotik-Unternehmen aus den USA, seinen humanoiden Roboter Atlas. In einem von Boston Dynamics auf YouTube veröffentlichten Video ist zu sehen, wie Atlas Langhanteln und Bretter trägt sowie einem Bauarbeiter eine Werkzeugtasche zuwirft. Der Roboter nutzt Farb- und Tiefenkameras, um Objekte wie Kisten, Bretter oder Treppenstufen zu erkennen und darauf zu reagieren. Diese Fähigkeiten wurden durch umfangreiche Tests und Simulationen verschiedener Gegenstände und komplexer Bewegungen entwickelt.

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Für das Heben, Tragen und Werfen von Gegenständen musste das Entwicklungsteam sicherstellen, dass Atlas seine Körperhaltung entsprechend anpasst, um das Gleichgewicht zu bewahren und Stürze zu vermeiden. Ein besonderes Highlight ist der 540-Grad-Rückwärtssalto von Atlas, der laut des Herstellers die aktuelle Leistungsgrenze des Roboters darstellt. Obwohl ein Einsatz von Atlas für solche Saltos auf Baustellen unwahrscheinlich ist, soll das Video zeigen, woran das Team von Boston Dynamics gerade arbeitet.

Cyberone von Xiaomi

Im Sommer 2022 stellte der chinesische Hersteller Xiaomi seinen humanoiden Roboter „Cyberone“ vor. Mit einer Größe von fast 1,80 Metern und einem Gewicht von 52 Kilogramm überragt Cyberone den Atlas von Boston Dynamics sowohl in der Größe (um etwa 30 cm) als auch in der Leichtigkeit (um rund 20 kg). Allerdings fehlt dem Xiaomi Cyberone etwas die Eleganz seines Pendants: Während der Cyberone sich etwas schwerfällig auf der Bühne bewegte, ist Atlas für seine Fähigkeit bekannt, anspruchsvolle Kunststücke wie Saltos rückwärts oder Parkour zu vollführen.

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Technisch gesehen besitzt Cyberone 13 Gelenke, die zusammen 21 Freiheitsgrade bieten. Sein Gesicht, ein gebogenes OLED-Display, verleiht ihm einen futuristischen Ausdruck. Mit Kameras ausgestattet, kann Cyberone dreidimensional sehen und verfügt zudem über zwei Mikrofone, die es ihm ermöglichen, bis zu 45 verschiedene menschliche Emotionen in der Stimme zu identifizieren. Als erster humanoider Roboter, der aus dem Xiaomi Robotics Lab hervorgegangen ist, folgt Cyberone auf den im Vorjahr vorgestellten Cyberdog, einen robotischen Vierbeiner.

NEO von 1X und OpenAI

Das Unternehmen 1X aus Norwegen arbeitet an der Entwicklung eines fortschrittlichen humanoiden Roboters namens NEO. Dieses Projekt erhält bemerkenswerte Unterstützung durch OpenAI in Form einer großzügigen Finanzierung, was die Möglichkeit eröffnet, dass NEO in Zukunft als physische Repräsentation von ChatGPT dienen könnte. NEO ist mit einem Kopf, Rumpf, Armen und Beinen ausgestattet und ermöglicht eine Interaktion mit der Welt auf eine uns vertraute Weise. Er ist in der Lage zu gehen, Gegenstände zu greifen und mittels Mimik zu kommunizieren.

Weiterführende Informationen
Zum Neo haben wir leider kein Video gefunden. Sie können sich aber auf der Website des Herstellers anschauen, wie der humanoide Roboter einmal aussehen soll. Zum 1X NEO.

Als Androide verfügt NEO über ein breites Spektrum an Fähigkeiten, die ihn besonders für industrielle Anwendungen geeignet machen. Einsatzgebiete wie Sicherheit, Logistik, Fertigung, Maschinenbedienung und das Bewältigen komplexer Aufgaben liegen in seinem Bereich. Langfristig könnte NEO auch im Haushalt nützlich sein, indem er Tätigkeiten wie Putzen oder Organisieren übernimmt. NEO nutzt verkörperte künstliche Intelligenz, um seine Umgebung besser zu verstehen. Diese Integration von KI-„Sinnen“ und physischem Körper ermöglicht ihm, kontinuierlich zu lernen und sich zu verbessern. Mit der Zeit wird NEO dadurch intelligenter und leistungsfähiger.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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