Team der Universität Bielefeld fährt zum RoboCup nach Leipzig

Der Roboter Floka soll Menschen bei Bedarf helfen, stressige Alltagssituationen in der eigenen Wohnung sicher zu bewältigen. In einem Großprojekt am Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld statten Forscherinnen und Forscher ihn mit den nötigen Fähigkeiten aus. Jetzt stellt sich der Bielefelder Roboter erstmals der Weltmeisterschaft, dem RoboCup. Vom 30. Juni bis 4. Juli in Leipzig müssen Floka und sein bereits etablierter Roboter-Kollege Tobi in der Haushaltsliga (RoboCup@Home) zehn Disziplinen durchlaufen, um es ins Finale zu schaffen. Dabei treten sie gegen 23 Konkurrenten an.

Begleitet werden die Roboter von einem Team aus den vier CITEC-Wissenschaftlern Privatdozent Dr. Sven Wachsmuth, Sebastian Meyer zu Borgsen, Florian Lier und Timo Korthals sowie neun Studierenden der Technischen Fakultät. In einem Seminar haben die Studierenden den Roboter auf die Teilnahme am Wettbewerb vorbereitet, indem sie neue Programme für seine Software geschrieben haben.

Floka gehört zum CITEC-Großprojekt „Kognitives Roboter-Service-Apartment als dezenter Gastgeber“ („The Cognitive Service Robotics Apartment as Ambient Host“, CSRA). Das Projekt arbeitet an einer sozial kompetenten Wohnung, die ihre Bewohner selbstständig im Alltag unterstützt. Im Zusammenspiel mit dem Roboter Floka soll das Apartment lernen, flexibel auf die Bedürfnisse seiner Gäste zu reagieren und Lösungen anzubieten, die in der jeweiligen Situation angemessen sind.
Der Roboter basiert auf dem Modell „Meka Mobile Manipulator M1“ der Firma Meka Robotics aus San Francisco (USA). Sein Kopf ist austauschbar – beim RoboCup tritt er mit einem Sensorkopf an. Seine Kamera-Augen beherrschen Farb- und Tiefenwahrnehmung, so dass er sowohl Hindernisse als auch Personen und Gegenstände sehen kann. Floka wurde vom 21. bis 24. Juni auf der Fachmesse Automatica in München erstmals der Öffentlichkeit vorgeführt. Dort war er mit einem anderen Kopf, dem „sozialen“ Roboterkopf, ausgestattet, der emotionale Gesichtsausdrücke beherrscht und am CITEC entwickelt wurde.

Die Disziplinen der RoboCup-Haushaltsliga tragen Namen wie Restaurant, Person Recognition (Personenerkennung), Following and Guiding (Folgen und den Weg weisen) sowie Navigation. In vielen Fällen geht es darum, Roboter als Assistenten für ältere und jüngere Menschen fit zu machen. 

In der Disziplin Restaurant wird der Roboter in eine ihm unbekannte Umgebung geschickt und muss dort Gäste bedienen und gewünschte Getränke bringen. Dabei muss er auch auf Störungen reagieren – etwa wenn eine Person plötzlich durch seinen Fahrweg läuft. In ähnlichen Aufgaben setzt das Bielefelder Team zusätzlich mehrere Mini-Roboter namens Amiro ein. Sie assistieren Floka als bewegliche Sensoren und zeigen ihm an, wo sich neue Gäste gesetzt haben oder wo der Tisch abgeräumt werden soll. Für die Aufgabe Navigation muss der Roboter sich in ein Apartment begeben, dort mehrere Stationen aufsuchen und die Wohnung wieder verlassen. Dabei muss er auf Blockaden reagieren und eine Reihe von Hindernissen umfahren.

Die RoboCup-Weltmeisterschaft wird nach 2006 in Bremen zum zweiten Mal in Deutschland ausgetragen. Der Wettbewerb fand erstmals 1997 in Japan statt.

Seit 2009 ist das Team aus Bielefeld bei den Roboterweltmeisterschaften dabei. Bislang hat es das Team jedes Jahr unter die besten Acht geschafft und hat 2012 in Mexiko-Stadt und 2015 im chinesischen Hefei sogar den dritten Platz belegt. Anders als in den Vorjahren ist das Team neben dem Roboter „Tobi“ auch mit dem jüngeren Floka im Wettbewerb. „Der Roboter Floka ist mit seinen zwei Armen uns Menschen im Aufbau viel ähnlicher. So kommt er beispielsweise besser beim Greifen an Regale heran“, sagt Teamchef Sven Wachsmuth.

In diesem Jahr unterstützen drei Nachwuchsrobotiker das Bielefelder Team: Die Schüler Manuel Rieger, Joseph Beerel, und Karl Christian Lautenschläger aus Thüringen gehören zu den Siegern des Wettbewerbs „Jugend forscht“. Sie haben einen Trainingspartnerroboter für Kampfsport- und Selbstverteidigungstraining entwickelt. CITEC ist eine der Patenorganisationen von „Jugend forscht“. Die Begleitung zum RoboCup ist Teil des Preises, den die Jungforscher gewonnen haben. Stifter der Prämie ist das Heinz Nixdorf MuseumsForum in Paderborn.

Ziel des RoboCup-Wettbewerbs ist es, die Entwicklung von erschwinglichen und zuverlässigen autonomen Robotern zu beschleunigen. So lassen sich Anwendungen aus der Haushaltsliga nutzen, um Service-Roboter für den Hausgebrauch zu entwickeln. Die Besonderheit: Die meisten Teams veröffentlichen nach dem Wettbewerb, wie sie ihre Roboter programmiert haben, so dass auch andere von diesen Fortschritten profitieren können. Der Wettbewerb teilt sich in fünf Hauptligen auf. Neben der Haushaltsliga kämpfen auch Mannschaften in der Fußball-, der Logistik-, der Menschenrettungs- und in der Arbeitsliga um den Meistertitel.

Sponsoren des RoboCup-Teams des Exzellenzclusters CITEC sind der Software-Dienstleister Itelligence AG aus Bielefeld, der Sensor-Hersteller SICK AG in Waldkirch (Breisgau) und das Autohaus Becker-Tiemann in Bünde (Ostwestfalen).
Auf seinem Twitter-Kanal informiert das Team aus Bielefeld über den Verlauf des Wettbewerbs: https://twitter.com/clf_citec.

Weitere Informationen im Internet:
•    Team des Exzellenzclusters CITEC: https://cit-ec.de/en/content/robocuphome
•    RoboCup-Weltmeisterschaft in Leipzig: http://robocup2016.org/de/
•    „Der soziale Roboter Floka. Ein Gefährte in der Wohnung der Zukunft“: https://www.youtube.com/watch?v=t87agABeNkI
•    Steckbriefe zu Floka und den Amiro-Robotern: www.cit-ec.de/automatica2016/
•    „Platz drei für ToBI bei der RoboCup-Weltmeisterschaft“  (Pressemitteilung vom 23.07.2015): http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/pressemitteilungen/entry/platz_drei_f%C3%BCr_tobi_bei