SUTURO

Das SUTURO Projekt nahm zum ersten Mal 2019 am RoboCup@Home teil. Unser Ziel war auch dieses Jahr im April nach Magdeburg zu fahren, um auf den Erfolgen des letzten Jahres aufzubauen. Der RoboCup@Home ist ein internationaler Wettkampf in dem unterschiedliche akademische Teams gegeneinander antreten. Die Herausforderung: Serviceroboter so programmieren, dass dieser unterschiedliche Aufgaben aus dem echtem Leben bewältigen kann. Dabei gibt es zwei Aufgabenkategorien: Party Host und Housekeeper.

Aufgaben

Da dem Institute for Artificial Intelligence (IAI) ein Toyota HSR (Human Support Robot) zur Verfügung steht und dieser Roboter die Standardplattform für die Kategorie Housekeeper ist, war sicher, dass wir in dieser Kategorie teilnehmen würden. In der Kategorie Housekeeper gibt es eine vielzahl an Herausforderungen. Daher war unser Ziel die bereits vom Vorjahr absolvierte Herausforderung Grocery Storing zu verbessern und die neu Herausforderung Clean Up in Angriff zu nehmen.

In der Aufgabe Grocery Storing soll der Roboter einen Einkauf von einem Tisch in dein Regal einräumen, dabei sollen die Lebensmittel sinnvoll zugeordnet werden. (z.B. Gummibärchen können zu den Chips sortiert werden.)

Während bei der Clean Up Aufgabe ein Raum abgesucht werden soll und alle gefundene Objekte, egal ob sie im Regal, auf dem Tisch oder auf dem Boden stehen, in eine Kiste geräumt werden müssen.

Aus diesen Aufgaben haben wir folgende Teilaufgaben entwickelt:

Bewegung zu Tischen, Regalen etc.
Erkennung der Objekte (Größe, Position, Objektkategorie)
Greifen von Objekten
Platzieren von Objekten
Türen erkennen
Türen öffnen
Einfache akustische Befehle verstehen
Sprachgenerierung, damit der Roboter sagen kann was er als nächstes tut
Fehler erkennen und beheben

Untergruppen

Da diese Aufgaben eine Menge an unterschiedlichen Technologien erfordern haben wir uns in die folgenden fünf Untergruppen eingeteilt:

Planning

Planning ist das zentrale Verwaltungsglied. Planning hängt Fähigkeiten der unterschiedlichen Komponenten zusammen um die unterschiedlichen Aufgaben zu lösen.

Perception

Perception nutzt die Stereokamera um Objekte, die aufgeräumt werden müssen, und Türklinken zu erkennen.

Knowledge

Knowledge kennt und "verwaltet" die Umgebung. Planning nutzt Knowledge um folgende Informationen zu erhalten. Wo steht der Tisch/das Regal, welches Objekt soll als nächstes bewegt werden. Wo steht dieses Objekt und wo soll dieses Objekt platziert werden.

Manipulation

Manipulation hat die Aufgabe Objekte zu greifen und zu platzieren, dabei ist wichtig, dass der Roboter sich nicht in das Regal bewegt oder das Objekt zu stark drückt. Außerdem öffnet Manipulation Türen.

Navigation

Navigation hat die Aufgabe den Roboter zu bewegen. Dabei ist die Aufgabe den Roboter möglichst schnell im Raum zu bewegen, dabei ist wichtig auch Hindernissen auszuweichen die vorher nicht bekannt waren.

Gazebo

Aufgrund der Maßnahmen zur Eindämmung von Covid-19 wurde der RoboCup abgesagt und das Team konnte nicht weiter am Roboter arbeiten, daher haben wir ab Mitte März unsere Entwicklung auf das Simulationssystem Gazebo umgestellt. Das nächste Video zeigt wie der Roboter den Clean Up Task bewältigt. Dieses Video ist im Zeitraffer, da die Simulation langsamer als in Echtzeit läuft. Unten rechts wird die Wissensrepräsentation des Roboters dargestellt.

Das nächste Video zeigt wie der Roboter die Grocery-Storing Aufgabe bewältigt. Hier nutzt der Roboter seinen Laserscanner um Objekte auf dem Boden zu finden.