Universeller Haushaltsroboter: Mobile ALOHA erledigt unliebsame Aufgaben zuhause
Ein Roboter, der universell für unterschiedliche Aufgaben im Haushalt eingesetzt werden kann, davon träumen viele. Der Mobile ALOHA kann einige davon umsetzen.
(Bild: Zipeng Fu (Screenshot))
Robotik-Ingenieure der Stanford University haben in Kooperation mit Wissenschaftlern von Google Deepmind, Meta und der Berkeley University einen großen Schritt in Richtung Entwicklung eines universellen Haushaltsroboters gemacht. Der Open-Source-Roboter Mobile ALOHA setzt auf Googles ALOHA-System auf und soll sich kostengünstig herstellen lassen.
Mobile ALOHA ist auf den ersten Blick recht einfach aufgebaut. An einem elektrisch angetriebenen Gestell aus Industrie-Aluminium-Profilen haben die Wissenschaftler zwei Roboter-Arme mit je drei Freiheitsgraden befestigt, die mit identischen Greifern mit zwei Fingern ausgestattet sind. Den Aufbau des Roboters beschreiben die Forschenden in dem wissenschaftlichen Paper "Mobile ALOHA: Learning Bimanual Mobile Manipulation with Low-Cost Whole-Body Teleoperation", der auf Arxiv im Preprint erschienen ist. Durch die vergleichsweise einfache Bauweise ist der Roboter im Verhältnis zu anderen Haushaltsrobotern, die in der Regel an einem Tisch fest montiert werden, recht preiswert: Die Herstellung soll etwa 32.000 US-Dollar gekostet haben. In der Massenherstellung dürfte der Preis drastisch niedriger ausfallen.
Kombiniertes Training
Der Roboter umfasst als Grundlage eine Teleoperationsschnittstelle, über die er komplett manuell gesteuert werden kann. Darüber kann er komplizierte Manipulationsaufgaben erlernen. Kombiniert werden sie mit einem Training, das mit statischen ALOHA-Datensätzen erfolgt. Die Kombination aus dem überwachten Klonen von Verhaltensweisen mit 50 Demonstrationen für jede Aufgabe verbessert die Systemleistung erheblich, schreiben die Forscher. Bis zu 90 Prozent höher falle die Leistung so bei mobilen Manipulationsaufgaben aus.
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Mobile ALOHA kann sich mit einer Geschwindigkeit von bis 1,42 m/s fortbewegen. Dabei kann er auch größere Haushaltsgegenstände wie etwa Kochtöpfe bis zu einem Gewicht von 1,5 kg tragen sowie Fahrräder und Schränke verschieben. Dabei helfen ihm seine Arme, die eine vertikale Reichweite von 65 bis 20 cm über dem Boden haben und bis zu einer Entfernung von einem Meter ausdehnbar sind. Das System funktioniert dabei komplett autonom.
Angetrieben wird der Roboter von einer 1,26-kWh-Batterie, die etwa 14 kg wiegt. Sie ist in der Basis des Roboters eingebaut und dient bei Manipulationsaufgaben zugleich als Gegengewicht zu den beiden ausladenden Roboterarmen, um ein Umkippen des Roboters zu verhindern.
Kochen, Waschen, Aufräumen
Die Rechenaufgaben bei der Datenerfassung und zur Entscheidungsfindung übernimmt ein herkömmliches Notebook mit einem Intel i7-12800H-Prozessor und einer Nvidia 3070 TI GPU mit 8 GByte VRAM. Über drei Logitech C922x RGB-Kameras mit einer Auflösung von lediglich 480 x 640 Pixeln nimmt der Roboter seine Umwelt wahr. Zwei der drei Kameras sind an den beiden Armen montiert.
Zusätzlich erfasst der Rechner des Mobile ALOHA Daten über die Position der Arme und der mobilen Einheit. Dadurch gelingt es dem Roboter, die jeweils nötigen Aktionen mit den erlernten Strategien auszuführen.
Die Haushaltsaufgaben, die ihm die Forscher beigebracht haben, reichen von der Beladung einer Spül- und Waschmaschine, über Reinigungsarbeiten mit Lappen und Staubsauger bis hin zum Kochen eines Drei-Gänge-Menüs.
(olb)