Labor Manipulation am FZI

Im Labor Manipulation am FZI wird an zwei ROBDEKON Demonstratoren geforscht und entwickelt. Der Demonstrator „Rückholen von Gefahrenstoffen“ kann teleoperiert oder autonom durch unbekanntes Gelände navigieren und dabei lokalisierte Objekte durch Shared-Autonomy Strategien aufnehmen. Am Demonstrator „Sortieren vom Band“ werden verschiedene Objekte, z.B. Batterien, autonom klassifiziert und im Anschluss durch einen Manipulator sortiert. Darüber hinaus verfügt das FZI „Living Lab Service Robotics“ über eine große Ausstattung mit verschiedenen Roboterarmen, zahlreichen Greifern und menschenähnlichen Händen sowie mobilen, autonomen Robotersystemen. Das Lab bietet viele Möglichkeiten für hardwarenahe Entwicklungen, Machbarkeitsstudien und reale Experimente.

Leitstand, Kommunikationseinheit und Husky im Gelände am FZI zum Bergen von Gefahrenstoffen. © FZI
Blick auf den Laborbereich für den Demonstrator „Sortieren vom Band“ © FZI

Als mobile Plattform dient ein geländegängiger Clearpath Husky mit einem UR5 Roboterarm. Der Manipulator verfügt zusätzlich über einen Kraft-Momenten Sensor, eine RGBD-Kamera sowie eine 3-Finger Hand zum robusten Greifen unbekannter Objekte. Für die Teleoperation sowie autonome Navigation ist ein 32-Zeilen LiDaR, eine 360° Kamera für die Rundumsicht sowie ein D-GPS Modul verbaut. Die Kommunikation mit dem Leitstand ist über eine performante sowie eine Langstrecken WLAN-Verbindung gewährleistet. Der Leitstand ist mit sechs Monitoren sowie zwei Rechnersystem zur Visualisierung der Sensordaten, Lokalisierung von Objekten sowie einer UI zur Kommandierung ausgerüstet. Der Demonstrator „Sortieren vom Band“ ist mit einem 2,5 x 0,3 m Förderband ausgestattet. Objekte werden über einen Ein-Zeilen-LiDaR sowie eine Global-Shutter Kamera klassifiziert und lokalisiert. Die Manipulation und Sortierung der Objekte wird durch einen Industrie-Roboterarm mit einem pneumatisch angesteuerten Magnetgreifer oder einem Sauggreifer durchgeführt.

Beschreibung der Komponenten des geländegängigen mobilen Manipulators zur Rückholung von unbekannten Gefahrenstoffen © FZI
Sortieren von bunten Holzklötzen in einem frühen Stadium des Demonstrators bei der Eröffnungsfeier von Robdekon © FZI
Rendering des Demonstrator „Sortieren vom Band“ mit zwei Sensorbrücken und zwei Manipulatoren zum Sortieren von vielfältigen Objekten © FZI
Segmentierung und Klassifikation der Holzklötze mittels CNN inkl. der Klassifikationswahrscheinlichkeit © FZI
Shared-Autonomy Greifstrategie: Operator bekommt am Leitstand die RGB Punktwolke der Handkamera. Mit dieser kann die Greifpose sowie die Griffparameter intuitiv ausgewählt werden. Ein kraftbasierter Greifalgorithmus führt das Greifen autonom aus und korrigiert die Griffpose falls sie manuell nicht korrekt vorgegeben wurde. © FZI
Sortieren von Batterien mit einem Sauggreifer © FZI