TU München entwickelt neue Roboterklassifikation für industrielle Anwendungen.

Am Münchener Institut für Robotik und Maschinelles Denken (MIRMI) der Technischen Universität München (TUM) haben Forscher eine neue Taxonomie entwickelt, um die Vielfalt autonomer Roboter zu verstehen und ihre Empfindlichkeit zu bewerten. Diese Taxonomie wird als "Baum der Roboter" bezeichnet und soll es ermöglichen, industrielle Roboter und andere Robotersysteme wie mobilen Plattformen, Humanoiden und Robotikhände zu vergleichen. Kübra Karacan, Robin Kirschner und Alessandro Melone von TUM MIRMI haben sich damit beschäftigt, das Leistungsvermögen von einarmigen Robotermanipulatoren verschiedener Hersteller zu analysieren, die sowohl in der Industrie als auch in der Forschung eingesetzt werden. Obwohl diese Roboterarme oft ähnlich aussehen, weisen sie erhebliche Unterschiede in ihren Sensoren, Motoren und internen Steuersystemen auf, was ihre grundlegenden Fähigkeiten betrifft. Einige Roboter sind dafür ausgelegt, Kraft und Präzision zu erzielen, während andere für flexibles und empfindliches Interaktionsverhalten mit ihrer Umgebung und Arbeitsstücken optimiert sind. Um diese Unterschiede und die kontinuierlichen Fortschritte in der Robotik zu veranschaulichen, erstellten die Forscher den "Baum der Roboter". Inspiriert von Charles Darwins "Baum des Lebens" zeigt diese Visualisierung die vielfältigen Anpassungen verschiedener Roboterarten an ihre jeweiligen Lebensräume. Die 25 spezifischen Messgrößen, die die Forscher identifizierten, beschreiben, wie ein Roboter während physischer Kontakte reagiert. Dazu gehören beispielsweise die Ausrichtung der angewandten Kraft mit dem intendierten Kraftniveau oder die Gefahr, die Roboter für Menschen darstellen können. Ein Spinnendiagramm, das aus diesen 25 Messgrößen generiert wird, ermöglicht eine schnelle visuelle Bewertung der Empfindlichkeit eines Roboters, selbst für Menschen ohne spezialisierte Kenntnisse. Auf Basis ihrer Leistungsfähigkeit werden Robotersysteme in Industrieroboter, Cobots, Soft-Roboter und "Taktile Roboter" eingeteilt. Chirurgenroboter werden hauptsächlich nach ihrer Präzision bewertet, während Lager- oder Fabrikationsanwendungen die Betonung auf Stärke und Widerstand legen—ihre Fähigkeit, über längere Zeiträume hinweg wiederholte Bewegungen durchzuführen. Robin Kirschner, Leiter des Labors, betonte: "Wir kombinieren existierende Bewegungsmetriken mit unseren neuen taktilen Metriken, um erstmals einen Überblick über die Gesamtheit der grundlegenden Fähigkeiten für physische Interaktionen eines Robotersystems zu geben." Die Forscher veröffentlichten ihre Erkenntnisse im Februar 2025 in der Zeitschrift Nature in einem Artikel mit dem Titel "Kategorisierung von Robotern nach Leistungsfähigkeit in den Baum der Roboter". Professor Lorenzo Masia, Geschäftsführer von TUM MIRMI, ist überzeugt, dass das AI Robot Safety & Performance Centre an der TUM MIRMI sich zur unabhängigen nationalen Teststelle für Robotik entwickeln wird. Das Team von TUM MIRMI wird von einem fünfköpfigen Vorstand geleitet, der für die Forschungs- und Innovationsstrategie, den Kern des Lehrplans sowie die Gründung neuer Schwerpunkte zuständig ist. Der Vorstand besteht aus: Professor Achim Lilienthal, stellvertretender Direktor von MIRMI und Professor für wahrnehmende intelligente Systeme an der TUM, sagte: "Eine solche Norm könnte den Weg für ein Qualitätszeichen für den schnell wachsenden Robotermarkt ebnen. Kenntnis der Leistungsfähigkeiten eines Robotersystems ist enorm hilfreich für Unternehmen, die Roboter optimal nutzen wollen." Die Entwicklung des "Baums der Roboter" stellt einen wichtigen Meilenstein in der Robotik dar, da sie es erstmals ermöglicht, Roboter auf ihre Empfindlichkeit und Leistungsfähigkeit systematisch zu vergleichen. Dies kann dazu beitragen, die Sicherheit und Effizienz von Mensch-Roboter-Interaktionen zu verbessern und den Robotermarkt transparenter zu gestalten.