Mehr als 3.100 Stufen bringen Roboter an ihre Grenzen
Ein vierbeiniger Roboter bewältigte eine 3,9 Kilometer lange Strecke auf Chinas Taishan in 43 Minuten und 41 Sekunden und gewann damit ein Bergrennen, bei dem Maschinen steile Steinstufen, unebenen Boden und empfindliche Fracht bewältigen mussten. Andere Teilnehmer transportierten Eier, Flaschenwasser und Wassermelonen. Damit war Gleichgewicht ebenso wichtig wie Tempo.
Inhalt
- Mehr als 3.100 Stufen bringen Roboter an ihre Grenzen
- Verschiedene Wettbewerbe prüften unterschiedliche Fähigkeiten
- Warum Eier eine anspruchsvolle Fracht sind
- Steinwege verlangen mehr als einen gleichmäßigen Schritt
- Überhitzung beendete den Aufstieg eines humanoiden Roboters
- Schneller Aufstieg auf einer bei Touristen beliebten Route
- Exoskelette bezogen Menschen in den Wettbewerb ein
- Ein historischer Berg wird zum Schauplatz für Technologie
- Die wichtigsten Punkte
Fast 90 Teams nahmen am ersten CMG-Wettbewerb im Roboter-Bergsteigen auf dem Taishan teil, der am 2. November in Tai'an in der ostchinesischen Provinz Shandong eröffnet wurde. Die vom staatlichen Sender China Media Group organisierte Veranstaltung führte über die beliebte Wanderroute von Hongmen nach Zhongtianmen: mehr als 3.100 Stufen und über 600 Höhenmeter.
Die schnellste vierbeinige Maschine war ein Unitree A2, den die Pekinger Lingyi Technology, eine Tochtergesellschaft von Unitree, ins Rennen schickte. Der humanoide Sieger des Zhishen-Lingyue-Teams absolvierte seine kürzere offizielle Strecke in 27 Minuten und 26 Sekunden. Ein dritter Sieger, der Lingsi Intelligent D50, transportierte eine Last und kam nach 1 Stunde, 51 Minuten und 29 Sekunden ins Ziel. Dafür erhielt er 400 Punkte.
Mehrere Maschinen hatten Schwierigkeiten. Ein humanoider Roboter mit Bandana stürzte auf dem gepflasterten Weg und musste von Ingenieuren wieder aufgerichtet werden. Ein anderer fiel eine Treppe hinunter und blieb neben einem Mülleimer liegen. Ein Entwicklungsmodell des Unitree G1, das das Team Yongda Zhicheng ins Rennen geschickt hatte, schied wegen Überhitzung aus und wurde von Mitarbeitern den Berg hinuntergetragen.
Erfolgreiche Aufstiege, Stürze und ein Ausfall verliehen dem Wettbewerb einen praktischen Zweck, der über das ungewöhnliche Spektakel hinausging: Er sollte zeigen, wie sich Roboter schlagen, wenn Bodenbeschaffenheit, Last und Streckenlänge gleichzeitig Herausforderungen darstellen.
Verschiedene Wettbewerbe prüften unterschiedliche Fähigkeiten
Die Veranstalter legten vier offizielle Wettbewerbe fest: Geschwindigkeit für humanoide Roboter, Geschwindigkeit für Laufroboter, Lastentransport für Laufroboter und Unterstützung durch robotische Exoskelette. Bei einer zusätzlichen Erkundungsaufgabe wurde die Fortbewegung auf unterschiedlichem Gelände geprüft. In mehreren Kategorien gab es Geldpreise.
Die offizielle Strecke des Geschwindigkeitswettbewerbs für humanoide Roboter war kürzer als die gesamte Bergstrecke. Der rund 1,6 Kilometer lange Abschnitt führte vom Hongmen-Platz zum Doumu-Palast und umfasste mehr als 600 Stufen. Teams, die ihn absolvierten, konnten sich zusätzlich an einem schwierigeren Abschnitt vom Doumu-Palast zum Hutian-Pavillon versuchen.
Der siegreiche humanoide Roboter Yinyi NE01 von Zhishen Technology hatte somit eine andere Aufgabe als der siegreiche Unitree A2. Ihre Zeiten stammen aus getrennten Wettbewerben über unterschiedliche Distanzen. Die wichtigsten Ergebnisse im Überblick:
- Geschwindigkeit für vierbeinige Roboter: Unitree A2 von Beijing Lingyi Technology, 43 Minuten und 41 Sekunden.
- Geschwindigkeit für humanoide Roboter auf der kürzeren offiziellen Strecke: Yinyi NE01 des Zhishen-Lingyue-Teams, 27 Minuten und 26 Sekunden.
- Lastentransport: D50 von Lingsi Intelligent, 400 Punkte und eine Zeit von 1 Stunde, 51 Minuten und 29 Sekunden.
Auch beim Lastentransport galten eigene Erfolgskriterien. Ein schneller Aufstieg war wichtig, doch beim Transport von Gütern musste eine Maschine ihre Fracht während der gesamten Strecke sicher befördern. Das veröffentlichte Ergebnis nennt die Punktezahl und die Zeit des Siegers, erläutert aber nicht die vollständige Bewertungsformel.
Warum Eier eine anspruchsvolle Fracht sind
Roboter, die Körbe mit Eiern, Mineralwasser und Thermoskannen trugen, standen vor einem Problem, das jeder kennt, der mit Einkaufstaschen Treppen steigt: Die Last verändert, wie der Körper das Gleichgewicht halten muss. Wassermelonen erweiterten die Transportaufgaben des Wettbewerbs um einen weiteren sperrigen Gegenstand.
Eine Maschine muss ihr Gesamtgewicht samt Fracht abstützen, während sie jeweils einen Fuß hebt. Auf Treppen bedeutet das, die Last immer wieder anzuheben und sich zugleich auf den nächsten Auftritt einzustellen. Ruckartige Bewegungen können den Roboter aus dem Gleichgewicht bringen oder die Fracht beschädigen. Ein erfolgreicher Aufstieg erfordert daher kontrollierte Bewegungen und ausreichend Kraft.
Chen Xiyun, Marketingmanager bei Unitree Technology, bezeichnete den Wettbewerb im Lastentransport als anspruchsvolle Prüfung der Tragfähigkeit und der Fähigkeit, den Körperschwerpunkt während der Bewegung anzupassen. Einfach gesagt: Der Roboter muss sein Gleichgewicht ständig neu ausrichten, wenn sich seine Beine und die Fracht bewegen.
Chen zufolge könnten auf diese Weise getestete Maschinen künftig bei der Versorgung in Gebirgsregionen, bei Rettungseinsätzen und bei Inspektionen im Freien zum Einsatz kommen. Diese Anwendungen erklären die Wahl der Fracht: Nützliche Güter über einen schwierigen Weg nach oben zu bringen, ist eine praktische Aufgabe, bei der der Zustand der Lieferung ebenso zählt wie die Ankunftszeit.
Steinwege verlangen mehr als einen gleichmäßigen Schritt
Die Route auf dem Taishan führt über Treppen, flachere Abschnitte und Steinpflaster. Ein Roboter, der sich auf einem glatten Laborboden problemlos bewegt, muss sich auf solchem Gelände häufiger anpassen und entscheiden, wo er seine Füße aufsetzt und wie schnell er sich fortbewegt.
Zhou Tong, stellvertretender Geschäftsführer von Shandong Youbaote Intelligent Robotics, sagte, sein Team habe mehrere Bewegungsstrategien entwickelt, weil sich für den Berg keine einzige feste Gangart eignete. Der Ansatz verband verschiedene Strategien mit Training anhand großer Mengen von Daten aus realen Umgebungen.
Zhou zufolge sollte der Roboter selbst geeignete Bewegungen für den Aufstieg, schnelles Vorankommen auf ebenem Boden und sogar fürs Laufen ermitteln. Ziel war es, bei wechselnder Strecke sowohl stabil als auch schnell zu bleiben.
Ein Gangbild ist schlicht ein Bewegungsmuster der Beine. Menschen passen es fast ohne nachzudenken an, wenn sie den Gehweg verlassen und eine Treppe hinaufsteigen. Bei einem Roboter muss die Steuerungssoftware entsprechende Entscheidungen treffen, während seine Motoren die Bewegungen präzise genug ausführen, damit er nicht umfällt.
Überhitzung beendete den Aufstieg eines humanoiden Roboters
Das Entwicklungsmodell des Unitree G1 vom Team Yongda Zhicheng schied wegen übermäßiger Hitze aus. Sein Bediener entschied sich aus Sicherheitsgründen für den Rückzug. Mitarbeiter trugen die Maschine den Berg hinunter.
Bei einem längeren Aufstieg muss ein Roboter sein eigenes Gewicht ständig gegen die Schwerkraft anheben. Motoren, Leistungselektronik und andere Komponenten erzeugen bei der Arbeit Wärme. Diese Wärme abzuführen gehört ebenso zur Ausdauer wie die Batteriekapazität und die Belastbarkeit der beweglichen Teile.
Der Rückzug des G1 machte eine andere Herausforderung deutlich als die sichtbaren Stürze auf der Strecke. Aufrecht zu bleiben ist eine Anforderung; einen langen Aufstieg durchzuhalten eine andere. Die Ingenieure mussten außerdem bereit sein, Maschinen zu reparieren oder abzutransportieren, wenn sie nicht mehr weiterkonnten.
Im Wettbewerb trafen all diese Anforderungen auf derselben Strecke zusammen. Eine Maschine brauchte genügend Kraft für die Steigung, sicheren Halt auf den Stufen und ausreichend Ausdauer, um während des gesamten Aufstiegs weiterzuarbeiten.
Schneller Aufstieg auf einer bei Touristen beliebten Route
Der siegreiche Unitree A2 benötigte für die 3,9 Kilometer lange Strecke weniger als 44 Minuten. Die meisten Touristen brauchen mindestens zwei Stunden für diese Route, wie ein Vergleich des staatlichen chinesischen Senders zeigt.
Gemessen an zwei Stunden benötigte der Roboter etwa 36 Prozent dieser Zeit und war rund 76 Minuten früher im Ziel. Auf einer Strecke mit mehr als 600 Höhenmetern legte er im Durchschnitt etwa 5,4 Kilometer pro Stunde zurück.
Der Vergleich mit Touristen vermittelt ein anschauliches Bild des Tempos. Die Ergebnisse zeigen auch, warum die Geschwindigkeitswettbewerbe in Kategorien unterteilt waren: Der humanoide Roboter hatte eine kürzere offizielle Strecke, während der Sieger im Lastentransport fast zwei Stunden für eine Aufgabe brauchte, bei der Güter befördert werden mussten.
Exoskelette bezogen Menschen in den Wettbewerb ein
Beim Wettbewerb mit Exoskeletten kam eine andere Art von Maschine auf den Berg. Statt einen Roboter allein auf die Strecke zu schicken, unterstützt ein Exoskelett die Person, die es trägt. Dazu nutzt es eine äußere Struktur und mechanische Hilfe, um die Bewegung zu erleichtern.
Mit dieser Kategorie wurde der Wettbewerb von der selbstständigen Fortbewegung von Robotern auf Maschinen ausgeweitet, die direkt mit Menschen zusammenarbeiten. Auf einer Bergtreppe ist die Unterstützung bei wiederholten Aufwärtsschritten eine andere technische Aufgabe, als einen unbemannten Roboter selbstständig seine Schritte setzen zu lassen.
Das Programm erprobte beide Ansätze in einer realen, von Wanderern genutzten Umgebung. Neben Geschwindigkeit und Lastentransport gab es eine Erkundungsaufgabe. So ging es auch darum, wie sich Maschinen auf unterschiedlichem Gelände bewegen, und nicht nur darum, wie schnell sie ein festgelegtes Ziel erreichen.
Ein historischer Berg wird zum Schauplatz für Technologie
Der Taishan gehört zum UNESCO-Welterbe und zählt zu Chinas kulturell bedeutendsten Bergen. Über viele Jahrhunderte reisten Kaiser zu Zeremonien dorthin. Auch in der chinesischen Mythologie nimmt der Berg einen wichtigen Platz ein.
Das Rennen führte über eine bei Besuchern beliebte Route, die Sehenswürdigkeiten wie den Wanxian-Turm und den Doumu-Palast verbindet. Die gesamte Strecke endete bei Zhongtianmen, auf halber Höhe des Berges. Die offizielle Strecke für humanoide Roboter führte nur bis zum Doumu-Palast.
Touristen hielten an, um die aufsteigenden Maschinen zu beobachten und zu fotografieren. Ein Vertreter der Kultur- und Tourismusbehörde von Tai'an bezeichnete den Wettbewerb als weltweit ersten Roboterwettkampf in einer realen Berglandschaft. Er solle Technologie, Sport und Tourismus miteinander verbinden.
Die Tourismusbehörden von Tai'an erklärten, sie wollten Bildungsbesuche und Technologieerlebnisse im Zusammenhang mit der Veranstaltung erkunden. Für die Stadt war der Wettbewerb ein weiterer Anlass, das etablierte Kulturziel zu besuchen. Für Roboterentwickler boten dieselben alten Wege einen anspruchsvollen Ort, um moderne Maschinen zu testen.
Die wichtigsten Punkte
- Fast 90 Teams nahmen am Wettbewerb teil, der am 2. November auf dem Taishan in Shandong eröffnet wurde.
- Die gesamte Strecke war 3,9 Kilometer lang, umfasste mehr als 3.100 Stufen und führte über 600 Höhenmeter.
- Der Unitree A2 von Beijing Lingyi Technology gewann den Geschwindigkeitswettbewerb für vierbeinige Roboter in 43 Minuten und 41 Sekunden.
- Der siegreiche humanoide Roboter absolvierte die kürzere offizielle Strecke in 27 Minuten und 26 Sekunden.
- Der Lingsi Intelligent D50 gewann den Wettbewerb im Lastentransport mit 400 Punkten.
- Ein Entwicklungsmodell des Unitree G1 schied wegen Überhitzung aus, während andere Teilnehmer stürzten.
- In den Wettbewerben wurden Geschwindigkeit, Gleichgewicht, Tragfähigkeit, Ausdauer und die Unterstützung von Menschen beim Bergsteigen geprüft.
