Fortschritte in der humanoiden Robotik: Figure AI präsentiert fortschrittlichen Geschirrspüler-Roboter

Revolution in der Robotik: Humanoider Roboter meistert Geschirrspülaufgaben mit Ganzkörperintelligenz

Die Entwicklung im Bereich der humanoiden Robotik schreitet mit großen Schritten voran. Ein aktuelles Beispiel liefert das Unternehmen Figure AI, das mit seinem neuesten humanoiden Roboter, dem Figure 03, bemerkenswerte Fähigkeiten bei der Bewältigung komplexer Haushaltsaufgaben demonstriert hat. Insbesondere die autonome Durchführung des Ein- und Ausräumens eines Geschirrspülers markiert einen wichtigen Meilenstein in der Integration von Lokomotion und feiner Manipulation.

Die Herausforderung der Alltagsaufgaben für Roboter

Auf den ersten Blick mag das Einräumen eines Geschirrspülers eine einfache Aufgabe erscheinen. Für humanoide Roboter stellt sie jedoch eine Vielzahl komplexer Probleme dar. Dazu gehören das Isolieren von Geschirr aus unordentlichen Stapeln, das Neuausrichten von Objekten, die präzise Handhabung rutschiger oder zerbrechlicher Gegenstände sowie die Anpassung an unterschiedliche Beladungszustände und unerwartete Kollisionen. Traditionelle Robotersysteme trennten oft die Steuerung von Fortbewegung (Lokomotion) und Manipulation, was bei dynamischen Interaktionen im realen Umfeld zu Schwierigkeiten führte. Wenn ein Roboter etwas anhebt, verschiebt sich sein Gleichgewicht; bei einem Schritt ändert sich sein Greifbereich. Arme und Beine beeinflussen sich ständig gegenseitig.

Helix 02: Eine integrierte Steuerungsarchitektur

Figure AI begegnet dieser Herausforderung mit dem KI-Modell Helix 02, einer Weiterentwicklung seines ursprünglichen Helix-Systems. Helix 02 zeichnet sich durch eine neuartige, dreistufige Architektur aus, die Entscheidungen für den gesamten Körper gleichzeitig trifft. Dies ermöglicht eine nahtlose Integration von Lokomotion und Manipulation, wodurch der Roboter beispielsweise eine Schublade mit der Hüfte schließen oder die Spülmaschinentür mit dem Fuß anheben kann, wenn seine Hände belegt sind. Das System ersetzt dabei über 100.000 Zeilen handgeschriebenen C++-Code für Gleichgewicht und Koordination durch ein neuronales Netzwerk mit 10 Millionen Parametern.

Die Drei-Ebenen-Architektur im Detail

• System 0 (Kilohertz-Controller): Dieses hochfrequente System arbeitet mit 1 kHz und ist für schnelle Korrekturen, Gleichgewicht, Kontakthandhabung und Koordination im gesamten Körper verantwortlich. Es wurde mit über 1.000 Stunden menschlicher Bewegungsdaten und in mehr als 200.000 parallelen Simulationsumgebungen trainiert.
• System 1 (Visuomotorische Richtlinie): Mit einer Frequenz von 200 Hz verbindet dieses System alle Sensoren mit allen Gelenken. Es verarbeitet visuelle und taktile Informationen und generiert Ganzkörper-Zielpositionen.
• System 2 (Aufgabenplanung und Sprachverständnis): Diese langsamere, semantische Ebene verarbeitet Szeneninformationen und Sprachbefehle, um übergeordnete Ziele zu definieren, wie zum Beispiel "zum Geschirrspüler gehen" oder "Geschirr einräumen".

Diese hierarchische Struktur erlaubt es jeder Ebene, sich auf unterschiedliche Unsicherheiten zu konzentrieren, ohne die gleichen dynamischen Abläufe auf niedriger Ebene neu kodieren zu müssen. Der Ansatz von Figure AI zielt darauf ab, die Komplexität von handprogrammiertem Gleichgewichtscode in groß angelegte Trainings- und Ausführungsprozesse zu verlagern.

Demonstrierte Fähigkeiten und neue Sensorik

In einer vier Minuten langen Demonstration räumte der Roboter Figure 03 einen Geschirrspüler aus und wieder ein. Dabei führte er 61 aufeinanderfolgende Aktionen ohne menschliches Eingreifen durch. Dies wird als die längste autonome Aufgabe bezeichnet, die jemals von einem humanoiden Roboter ausgeführt wurde. Die Fähigkeit, auf unvorhergesehene Situationen wie verstelltes Geschirr oder chaotische Ausgangskonfigurationen zu reagieren, wurde ebenfalls hervorgehoben.

Die Hardware des Figure 03 umfasst erweiterte Sensoren:

• Palm-Kameras: Diese Kameras in den Handflächen liefern visuelles Feedback, wenn Objekte die Sicht der Kopfkamera verdecken, beispielsweise beim Greifen in Schränke.
• Taktile Sensoren: In den Fingerspitzen integrierte Sensoren detektieren Kräfte von nur drei Gramm. Dies ermöglicht eine feinfühlige Handhabung, die für fragile Gegenstände entscheidend ist.

Zusätzliche Demonstrationen zeigten den Roboter beim Abschrauben von Flaschenverschlüssen, dem Entnehmen einer einzelnen Pille aus einer Medikamentenbox, dem Dosieren von 5 ml aus einer Spritze und dem Sortieren kleiner Metallteile.

Ausblick und zukünftige Herausforderungen

Figure AI beschreibt seine Ergebnisse als "früh" und verfolgt das Ziel, humanoide Roboter in Haushalten und am Arbeitsplatz einzusetzen. Die Fähigkeit des Roboters, mit derselben allgemeinen Architektur verschiedene Aufgaben wie Wäschefalten, Paketlogistik und Geschirrspülen zu bewältigen, deutet auf eine skalierbare humanoide Intelligenz hin. Das System lernt inkrementell neue Fähigkeiten durch zusätzliche Daten, ohne dass eine spezielle technische Anpassung erforderlich ist.

Dennoch bleiben wichtige Fragen offen, insbesondere hinsichtlich der Fehlerraten, der Robustheit in unterschiedlichen Küchenlayouts und der Handhabung realer, nicht-plastischer Geschirrteile. Auch der Energieverbrauch und die Betriebsdauer des Roboters im Dauereinsatz sind noch nicht vollständig geklärt. Die Überführung von Labordemonstrationen in den zuverlässigen Alltagseinsatz erfordert weitere intensive Forschung und Entwicklung. Die Sicherheitsaspekte im Umgang mit Menschen in häuslicher Umgebung stellen ebenfalls eine zentrale Herausforderung dar, die robuste Sicherheitsmechanismen und Zertifizierungen erfordert.

Die gezeigten Fortschritte sind jedoch ein deutliches Zeichen für das Potenzial humanoider Roboter, eine breite Palette von Aufgaben zu übernehmen und somit sowohl im privaten als auch im industriellen Umfeld eine transformative Rolle zu spielen.

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