Die neue Welt des Putzens: Wie Roboter den Alltag von Familien einfacher machen

Ein freundlicher Roboter fährt durch die Wohnung, findet Spielsachen, die im Flur rumliegen, nimmt sie vorsichtig mit seinen flexiblen Fingern und legt sie zurück in die Kiste. Oder ein älterer Mensch, der sich nicht mehr so gut bewegen kann, bittet den Roboter, ihm die Fernbedienung zu bringen. Es gibt viele Situationen, in denen so ein „technischer Helfer” nützlich oder einfach praktisch sein kann.

Eine chinesische Forschungsgruppe hat einen Haushaltsroboter vorgestellt, der genau solche Aufgaben übernehmen soll. Der Prototyp kann sich orientieren, sehen, greifen und hören – und das mit einer relativ einfachen und daher nicht allzu teuren Technologie. „Dieser Roboter ist als vollwertiger Helfer im Haushalt gedacht, der verschiedene Dinge erledigen kann, um den Alltag angenehmer und bequemer zu machen”, sagt Entwickler Binze Xu. „Vom Aufräumen von Spielzeug bis zum Holen von Gegenständen – er kann verschiedene Dinge präzise und sorgfältig handhaben.”

Tiefenkamera, Greifarm und Sprachsteuerung

Die „Basis” des Roboters hat einen Durchmesser von nur etwa 45 Zentimetern. Der Roboter bewegt sich auf drei Rädern durch den Raum. Zwei sogenannte Tiefenkameras helfen ihm, Objekte und deren Entfernung zu erkennen. Für die Bildverarbeitung wird ein moderner Algorithmus mit effektiver maschineller Objekterkennung verwendet. Die Entwickler setzen relativ einfache Komponenten ein, wie einen Raspberry Pi als Rechner, ein 2D-LiDAR-Modul für die Navigation und einen pneumatischen Greifarm aus 3D-gedruckten Bauteilen.

Der Roboter wird von einem Programm gesteuert, das übrigens aus autonomen Fahrzeugen stammt. Damit kann er Karten von seiner Umgebung erstellen, Hindernissen ausweichen und selbstständig den Weg zu seinem Ziel finden. Er versteht sogar Sprachbefehle, allerdings bisher nur die einfachsten. „In Zukunft wollen wir daran arbeiten, die Objekterkennung zu verbessern und größere Sprachmodelle zu integrieren, um das semantische Verständnis zu verbessern“, sagt Projektleiter Qinglei Bu.

Im Test hat der Roboter ein paar typische Alltagsgegenstände wie eine Flasche, ein Buch, einen Teddybär, eine Schüssel oder eine Zimmerpflanze aus verschiedenen Entfernungen ziemlich genau erkannt. Auch das Greifen hat er gut hingekriegt: Mit seinem flexiblen Greifer konnte er verschiedene Gegenstände von zehn Gramm (Müllbeutel) bis zu über einem Kilogramm (Zimmerpflanze) hochheben.

Leider ist eine Wohnung kein Labor

Was unter Testbedingungen super funktioniert, ist in einer normalen Wohnung eine ganz andere Geschichte. Da gibt's Teppiche, Schwellen, enge Durchgänge zwischen Möbeln oder herumliegende Kabel – alles Hindernisse, mit denen ein Roboter nicht klarkommt. Wer einen Staubsaugerroboter hat, kennt einige dieser Probleme. Die Räder brauchen eine ebene Fläche. Schwellen oder Teppichkanten werden schnell zu Hindernissen.

Der Roboter kann Gegenstände nur greifen, wenn er genug Platz zum Manövrieren hat. Zwischen einem Couchtisch und einem Sofa kann es eng werden. Und obwohl der Greifer flexibel ist, muss das Ziel gut sichtbar und erreichbar sein – Gegenstände, die zum Beispiel halb unter Möbeln versteckt sind, sind schwer oder gar nicht zu erkennen. Außerdem basiert die Navigation auf einer vorab erstellten Karte. Neue Räume oder „spontane“ Umstellungen (z. B. Unordnung im Kinderzimmer) erschweren die Arbeit des Roboters.

Dennoch zeigt der vorgestellte Prototyp, was mit relativ einfacher Technologie möglich ist. Die Kombination aus Tiefenkamera, mobiler Plattform und Objekterkennung auf Basis künstlicher Intelligenz funktioniert in Laborbedingungen bereits gut. Bevor dieser freundliche Helfer jedoch als Haushaltsroboter für den täglichen Gebrauch eingesetzt werden kann, müssen noch einige Hindernisse überwunden werden.