Roboter als virtuelle Marionette


Einen Roboter steuern: Klar, das gibt es schon lange! Aber dabei „virtuell“ in ihn hineinschlüpfen – das hat schon was von Science Fiction. Hier also ein Stück Science Fiction, das schon Wirklichkeit geworden ist: der neue Weltraum-Roboter SpaceJustin.

Der Weltraum-Roboter SpaceJustin soll Astronauten entlasten. Ferngesteuert kann er gefährliche Außenbordeinsätze übernehmen – und auch auf der Erde viele nützliche Arbeiten ausführen. Bild: DLR

20. September 2010 – DLR-Wissenschaftler haben einen neuen Weltraum-Roboter entwickelt: Er heißt SpaceJustin und soll künftig Astronauten bei gefährlichen Außenbordeinsätzen entlasten. Statt selbst zu riskanten Arbeiten ins All aussteigen zu müssen, kann der Astronaut so in der Raumstation bleiben und von dort aus den Roboter steuern.

Das Kino im Helm

Das Besondere an dem neuen Roboter ist die Art der Steuerung: Man zieht dafür einen Helm auf und sieht dann mit den „Augen“ des Roboters. Bei diesen „Roboter-Augen“ handelt sich um eine Stereo-Kamera, die das Live-Bild in den Helm auf ein Display überträgt. Das Display – das ist das, was bei einem normalen Motorrad-Helm das gläserne Visier ist, durch das man auf die Straße sieht. Nur dass man hier nicht durch das Schutzglas schaut, sondern auf einen Bildschirm direkt vor den eigenen Augen. Kurz und gut: Das Ganze ist so etwas wie ein Helm-Kino. Und man sieht dabei – täuschend echt – die Umgebung aus der Perspektive des Roboters. Dreht man dann den Kopf, blickt auch der Roboter nach rechts oder links. Man fühlt sich, als wäre man selbst im All!

Datenhandschuhe und „Plastik-Arme“

Datenhandschuhe und Arm-Manschetten sorgen nicht nur für die Steuerung des Roboters. Die eingebauten Sensoren geben im Gegenzug auch Signale des Roboters an den Menschen zurück, der ihn bedient. So fühlt man, was der Roboter „spürt“. Bild: DLR

Und es kommt noch besser: Mit Datenhandschuhen und mit einer Art Plastik-Ärmeln – den Arm-Manschetten – ausgestattet führt man im Inneren der Station die Bewegungen aus, die der Roboter draußen umsetzt. Er bewegt sich also bei jeder Bewegung mit – wie eine Marionette am „virtuellen“ Faden. Hebt der Astronaut drinnen den Arm, tut das gleichzeitig draußen auch SpaceJustin. Packt man mit der Hand zu, schließt sich auch die Roboter-Hand – etwa um ein Werkzeug zu ergreifen. Und jetzt kommt etwas ganz Verrücktes: Wenn man den Roboter so bedient, spürt man sogar den Bohrer oder die Zange in der eigenen Hand. Denn Drucksensoren in Datenhandschuhen und Arm-Manschetten sorgen für ein Feedback: Wenn der Roboter etwa mit seinen Fingern gegen ein Stück Metall stößt, kann man selbst die Hand auch nur bis zu diesem Punkt bewegen – als wäre mitten in der Luft ein unsichtbares Hindernis. Wenn die Roboter-Finger beispielsweise eine Stahlkugel festhalten, spürt man mit der eigenen Hand den harten Widerstand des Metalls – wenn es ein Gummiball ist, fühlt sich das weich an.

Das alles führt zusammen mit dem Blick durch die „Roboter-Augen“ dazu, dass man wirklich glaubt, im Roboter drin zu stecken! Kopf heben und drehen, nach vorne oder zur Seite schauen, nach dem Sonnensegel greifen und die klemmende Schraube lösen – man ist ganz konzentriert in der Welt des Roboters und vergisst alles andere um sich herum. Wer dann nach einiger Zeit den Helm wieder abnimmt, blickt sich erst einmal ganz überrascht um und staunt: Upps! Wo bin ich denn hier?

Logisch, dass man viele Arbeiten so viel genauer ausführen kann, als wenn man einen Roboter auf die „altmodische“ Art am PC mit Tasten oder Computer-Mouse steuern muss. Und solche Roboter mit dieser besonderen Steuerung kann man nicht nur in der Raumfahrt einsetzen. Auch auf der Erde gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten – immer da, wo es kompliziert und gefährlich wird. Ob weit draußen auf dem Meer in schwindelnder Höhe ein Windkraftwerk repariert werden soll oder irgendwo eine Bombe entschärft werden muss – das alles lässt sich aus sicherer Entfernung mit Hilfe eines Roboters erledigen.