17. August 2018
ISS-Experiment METERON SUPVIS-Justin: Zukunft der Roboter-Mensch-Zusammenarbeit im All

So fern und doch so nah – Alex­an­der Gerst steu­ert Ro­bo­ter auf der Er­de

Live-Robotik-Experiment zwischen ISS und Erde
Li­ve-Ro­bo­tik-Ex­pe­ri­ment zwi­schen ISS und Er­de
Bild 1/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Live-Robotik-Experiment zwischen ISS und Erde

Am 17. Au­gust 2018 wur­de im DLR-In­s­ti­ut für Ro­bo­tik und Me­cha­tro­nik in Ober­pfaf­fen­ho­fen das letz­te Ex­pe­ri­ment des Pro­jekts "ME­TE­RON SUP­VIS-Jus­tin" er­folg­reich durch­ge­führt, bei dem Mensch und Ma­schi­ne Hand in Hand ar­bei­ten: Von der ISS aus wei­sen Astro­nau­ten über ei­nen Ta­blet-PC dem Ro­bo­ter Rol­lin‘ Jus­tin kom­ple­xe Ex­plo­ra­ti­ons­auf­ga­ben zu, die der hu­ma­noi­de „Ar­beits­kol­le­ge“ dann weit­ge­hend selbst­stän­dig be­wäl­tigt – ein wich­ti­ges KI-Ex­pe­ri­ment für kom­men­de Welt­raum­mis­sio­nen so­wie die In­dus­trie­pro­duk­ti­on der Zu­kunft.
Alex­an­der Gerst steu­ert DLR-Ro­bo­ter Rol­lin' Jus­tin
Bild 2/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Alexander Gerst steuert DLR-Roboter Rollin' Justin

Per­fek­te Zu­sam­men­ar­beit zwi­schen dem deut­schen ESA-Astro­naut Alex­an­der Gerst an Bord der ISS und DLR-Ro­bo­ter Rol­lin' Jus­tin im Mars­la­bor des DLR-In­sti­tuts für Ro­bo­tik und Me­cha­tro­nik: Die be­son­de­re Her­aus­for­de­rung bei die­sem ME­TE­RON SUP­VIS-Jus­tin Ex­pe­ri­ment lag in der ho­hen Ei­gen­stän­dig­keit des Astro­nau­ten und dem grö­ße­ren Hand­lungs­spek­trum des ro­bo­ti­schen Co-Wor­kers.
Er­folg­rei­che Re­pa­ra­tur ei­nes ge­fähr­li­chen De­fekts
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Erfolgreiche Reparatur eines gefährlichen Defekts

Die Simulation ei­nes Ernst­falls war der kri­tischs­te Teil des Ex­pe­ri­ments am 17.Au­gust 2018 bei dem Alex­an­der Gerst an Bord der ISS spon­tan auf ei­nen un­be­kann­ten De­fekt rea­gie­ren muss­te. An Bord der ISS konn­te der deut­sche ESA-Astro­naut den hu­ma­noi­den DLR-Ro­bo­ter "Rol­lin‘ Jus­tin" er­folg­reich sei­ne neue Auf­ga­be zu­wei­sen - den Aus­tausch ei­nes durch­ge­brann­ten Mo­duls in der Sa­tel­li­ten­emp­fangs­an­la­ge.

  • Am 17. August 2018 fand das letzte ISS-Telerobotik-Experiment METERON SUPVIS-Justin am DLR-Institut für Robotik und Mechatronik statt: Alexander Gerst steuert Roboter Rollin' Justin per Tablet-PC
  • Besonderheit des Experiments ist die hohe Eigenständigkeit des Astronauten und der größere Handlungsspektrum des robotischen Co-Workers
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Mission horizons, Robotik

Alexander Gerst stutzt – Rauch steigt aus der Satellitenempfangsanlage, die er mithilfe seines robotischen Avatars gerade auf dem Mars aufbaut. Jetzt heißt es schnell und richtig handeln, für Mensch und Maschine… Die Simulation eines Ernstfalls ist der kritischste Teil des neuesten Telerobotik-Experiments am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), bei dem ein Astronaut an Bord der Internationalen Raumstation ISS den humanoiden Roboter "Rollin‘ Justin" in Oberpfaffenhofen per Tablet fernsteuert. Das letzte von insgesamt drei "ME­TE­RON SUP­VIS-Jus­tin"-Experimenten fand am 17. August 2018 im Marslabor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik statt, mit erfolgreicher Unterstützung des deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst im Rahmen seiner Mission "horizons".

Die Neuerung und besondere Herausforderung dieses Experiments liegt in der hohen Eigenständigkeit des Astronauten und dem größeren Handlungsspektrum des robotischen Co-Workers. So musste Alexander Gerst nicht nur die bisher komplexesten Telerobotik-Aufgaben im Weltraum meistern, sondern auch auf unerwartete Situationen reagieren.

"In der astronautischen Raumfahrt spielen intelligente Roboter zukünftig eine wichtige Rolle, insbesondere bei Explorationsaufgaben. Sie können die Arbeit des Menschen im Orbit und auf der Erde unterstützen, schwer zugängliche sowie risikoreiche Regionen erkunden", sagt Prof. Hansjörg Dittus, Vorstandsmitglied des DLR für Raumfahrtforschung und –technologie. "Darüber hinaus werden die Technologien und Ergebnisse des Experimentes METERON SUPVIS-Justin auch vielfältige Anwendungen auf der Erde ermöglichen. Das gilt insbesondere für Bereiche die eine zuverlässige und sichere Kooperation und Interaktion zwischen Mensch und Maschine verlangen, etwa in der Assistenz- und Pflegerobotik oder bei der industriellen Konstruktion und Wartung." Erst im Mai stellte das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik sein Pro­jekt SMi­LEvor, das Roboter zur Pflegeunterstützung von Personen im Alter oder mit körperlichen Beeinträchtigungen entwickelt.

Grundlage für kommende Weltraummissionen

Die Steuerung von "Rollin‘ Justin" erfolgt intuitiv, d.h. Alexander Gerst bestimmt über das Tablet welche Arbeitsschritte der Roboter durchführen soll, aber nicht wie diese genau auszuführen sind. Der humanoide Roboter erledigt kontextbezogene elementare Aufgaben und trifft mithilfe seiner künstlichen Intelligenz die dazu notwendigen Entscheidungen. Im Rahmen der europäischen Experimentreihe METERON(Multi-Purpose End-to-End Robotic Operation Network) haben die Robotikexperten am DLR ihre Telerobotik-Technologien weiterentwickelt und realistische Szenarien zur Planetenexploration geschaffen. Damit ist der Nachweis geführt, dass robotische Co-Worker eine wertvolle und teilweise sogar notwendige Unterstützung für den Menschen sind und für eine große Bandbreite an Erkundungs-, Aufbau- und Wartungsarbeiten eingesetzt werden können.

"Unser Ziel ist es zu demonstrieren, dass robotische Co-Worker auf fernen Planeten oder dem Mond eingesetzt werden können. Sie können uns helfen, die erste Kolonie im Weltall aufzubauen. Die Bedienkonzepte und Technologien, die wir kontinuierlich dazu entwickeln, sollen die Grundlage für zukünftige robotische Welltraummissionen bilden", erklärt Projektleiter Dr. Neal Lii vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik.

Für ein möglichst realistisches Szenario waren Alexander Gerst und Rollin‘ Justin auf sich gestellt und führten ihren Auftrag weitgehend ohne Kontakt zur Bodencrew aus. Trotz der Einschränkungen konnte der deutsche ESA-Astronaut intuitiv mit seinem Roboterkollegen interagieren und selbst die komplexen Aufgaben erfolgreich steuern – von der Wartung einer Solaranlage bis zum Aufbau einer Empfangsstation. Höhepunkt des zweistündigen Live-Experiments war der erfolgreiche Austausch des plötzlich brennenden Stationsmoduls. So konnte das Team von METERON SUPVIS-Justin demonstrieren, dass intelligente Roboter den Menschen auch in unerwarteten Situationen in der Ferne unterstützen – wie ein "Arbeitskollege" vor Ort.

Über die Missionen

Der deutsche ESA-Astronaut Dr. Alexander Gerst startete am 6. Juni 2018 zur Internationalen Raumstation ISS für seine zweite Langzeitmission: "Alex­an­der Gerst Blog". Bis zu seiner Rückkehr im Dezember 2018 wird Gerst an insgesamt 67 europäischen Experimenten arbeiten, davon stammen 41 aus Deutschland. Sie sollen zu Lösungen für die globalen gesellschaftlichen Herausforderungen wie Gesundheit, Umwelt und Klimawandel sowie Digitalisierung, Industrie 4.0, Energie und Mobilität von Morgen beitragen.

Das METERON SUPVIS-Justin Experiment ist eine Kooperation zwischen dem DLR und der Europäischen Weltraumorganisation ESA - Eu­ro­pean Space Agen­cy. Für den Einsatz der neuen Telerobotik-Technologien dient die ISS und das Columbus-Modul als ideale Testumgebung. Unterstützt wurden die Aktivitäten vom Columbus-Kontrollzentrum, das zum Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC)am DLR-Standort in Oberpfaffenhofen gehört. Das Columbus-Kontrollzentrumist für den Betrieb des ISS-Weltraumlabors verantwortlich und seit zehn Jahren rund um die Uhr im Einsatz. Insgesamt betreuen rund 80 Mitarbeiter am GSOC die europäischen Forschungsarbeiten auf der ISS.

Das gesamte Experiment im Livestream-Replay:

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METERON SUPVIS Justin experiment with Alexander Gerst
ESA Astronaut Dr. Alexander "Astro-Alex" Gerst steuert im Rahmen der dritten ISS Crew Session des METERON SUPVIS Justin Experiments den humanoiden Roboter "Rollin' Justin" live von der Internationalen Raumstation (ISS). Der Roboter befindet sich in einer simulierten Marsumgebung im Robotik und...
Credit: DLR

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  • Bernadette Jung
    Kom­mu­ni­ka­ti­on Ober­pfaf­fen­ho­fen, Weil­heim, Augs­burg
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

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  • Dr. Neal Lii

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