08.11.2024
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

TU Wien: Neuer lernender Roboter putzt Badezimmer

An der Technischen Universität Wien (TU Wien) wurde ein Roboter entwickelt, der selbstständig das Badezimmer reinigen kann. Auch für handwirkliche Betriebe kann diese Technologie nützlich sein.
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Ein Putzroboter putzt ein Waschbecken.
Der neue Putzroboter der TU Wien beim Reinigen des Test-Waschbeckens (c) tuwien.at

Roboter können für uns mittlerweile Staubsaugen, Rasenmähen oder Abwaschen. Doch wann können sie komplexere Aufgaben wie das Putzen eines Badezimmers erledigen? Forschende an der TU Wien haben nun möglicherweise eine Antwort darauf.

Denn an der TU Wien wurde ein neuer Putzroboter für das Badezimmer entwickelt, der unter anderem Waschbecken nach vorheriger Anleitung reinigen kann. Die Arbeit wurde bei der IROS 2024 in Abu Dhabi präsentiert – einer der renommiertesten Robotik-Konferenzen weltweit.

TU Wien-Roboter lernt vom Menschen 

Programmiertechnisch ist Putzen recht komplex. Ein Waschbecken ist sehr verwinkelt. Wie kommt man in die schwierigen Ecken, wieviel Kraft muss festgelegt werden? Ein Mensch macht es vor – der Roboter der TU Wien lernt.

„Die geometrische Form eines Waschbeckens mit Kameras zu erfassen, ist zwar relativ einfach. Aber das ist nicht der entscheidende Schritt. Viel schwieriger ist es, dem Roboter beizubringen: Welche Stelle der Oberfläche soll er mit welcher Art von Bewegung bearbeiten? Wie schnell? In welchem Winkel? Mit welchem Kraftaufwand?“, sagt Andreas Kugi vom Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik.

Nach Aussage der TU Wien benutzt der Roboter zum Lernen einen “Hightech-Schwamm”, ausgestattet mit Kraftsensoren und Tracking-Markern. Damit putzte ein Mensch mehrfach eine Außenkante des Test-Waschbeckens. „So generieren wir mit einigen wenigen Demonstrationen eine Riesenmenge an Daten, die dann verarbeitet werden, damit der Roboter lernt, was richtiges Putzen eigentlich bedeutet“, sagt Hartl-Nesic, der in Kugis Team die Industrial-Robotics-Gruppe leitet

Roboter hilft Handwerksbetriebe

Die neue Technologie sei laut TU Wien für viele Prozesse interessant, wie beispielsweise für das Schleifen von Holzwerkstücken in Tischlereien, das Reparieren und Polieren von Lackschäden an Fahrzeugkarosserien oder das Schweißen von Blechteilen. Letztlich sollen diese Roboter auf mobile Plattformen gesetzt werden können, sodass sie in Handwerksbetrieben flexibel eingesetzt werden.

Der Lernprozess gelingt laut Aussage der TU Wien durch eine innovative Datenverarbeitungsstrategie. Dabei werden mehrere bereits erprobte Techniken aus dem Bereich maschinelles Lernen kombiniert. Die Messdaten werden statistisch aufbereitet, und mit den Ergebnissen wird ein neuronales Netzwerk trainiert. Daraus resultieren optimierte Anweisungen für die Bewegungen des Roboterarms.

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PrixxOne, Klemmbausteine, Lego-Möbel
© PrixxOne

Im Netz kursieren seit langer Zeit witzige Memes und Aussagen solcher Art: „Ja, ein Autounfall tut weh, aber bist du schon Mal auf einen Legostein draufgestiegen?“ Eher das Gegenteil zu Pein, nämlich die Liebe zu den dänischen Bausteinen hat PrixxOne-Gründer Jürgen Sommer schon als kleines Kind entwickelt. Sein He-Man aus der „Masters of the Universe“-Reihe saß damals auf einem Lego-Thron, mit Pölstern aus Watte und Taschentüchern.

PrixxOne: Möbelsystem aus Interlocking-Blöcken

Diese Leidenschaft lebte er später auch als Vater weiter. Als seine beiden Söhne acht und vier waren, baute das Trio ein riesiges Haus aus Lego mit Möbeln darin. „Ich habe mir damals sogar gewünscht, so groß wie eine Lego-Figur zu sein“, gesteht der Founder.

Doch statt wenige Zentimeter groß zu sein, war Sommer vor seiner Unternehmer-Karriere Lehrling bei der Wiener Städtischen und 18 Jahre lang u.a. als Manager bei Uniqa tätig. Dort und auch bei Raiffeisen gestaltete er Prozesse für interne sowie Außenpartner der Versicherungsbranche und verantwortete den Bereich digitale Signaturen.

„Ich habe immer sehr viel gearbeitet, manchmal 16 Stunden am Tag“, sagt er, „also habe ich eine Auszeit genommen und bin dem Projekt nachgegangen.“

© PrixxOne – Jürgen Sommer.

Das Projekt heißt PrixxOne und entwickelt ein Produkt, bei dem es nicht nur nicht wehtut, draufzusteigen, sondern es ist dafür gemacht, sich draufzusetzen. Sommers Startup bietet ein Möbelsystem aus Interlocking-Blöcken (oder Klemmbausteinen) im Maßstab 15:1 an. Patentrechtlich ist diese Prinzip frei nutzbar, denn der ursprüngliche Patentschutz für das Klemmsystem lief 1978 aus und der Europäische Gerichtshof hat 2010 die Form des Steins als Marke zu schützen abgelehnt. Wobei sich Lego immer wieder und auch aktuell in Rechtsstreitigkeiten befindet, zum Design oder bestimmten Bausteinen etwa, wie hier im Juni berichtet wurde.

Made in Austria

Unabhängig davon produziert das durch Investments aus dem familiären Bereich gestützte Unternehmen von Sommer diese Klemmbausteine, die nicht nur zum Möbelstück gebaut werden können, sondern auch designgeschützt sind: Jede Seite des PrixxOne-Bausteins verfügt über eine zwei Zentimeter hohe Ausnehmung, sodass man den Stein ohne jegliches Werkzeug auseinandernehmen, aufbauen, umbauen und erweitern kann – vom Hocker zum Sessel, bis hin zur Couch. Laut Gründer trage die Konstruktion das Gewicht von Erwachsenen – das sei intensiv getestet worden.

Die Bausteine werden in Wien designt und bestehen zu 100 Prozent aus recyceltem Kunststoff. „Wir nehmen Material, das sonst auf Deponien landen würde, und verwandeln es in zirkuläres, langlebiges Design komplett ohne Verschwendung“, sagt Sommer.

So richtig durchstarten möchte er Anfang nächsten Jahres und hat für die Produktion im Sinne von „Made in Austria“ drei potentielle österreichische Partner an der Hand. „Es ist nur noch eine Skalierungsfrage“, sagt Sommer, der mit seiner Idee auch einen Nachhaltigkeitsgedanken verfolgt: „In den vergangenen 25 Jahren habe ich als Operations-Manager und COO große Unternehmensstrukturen optimiert. Mein zentraler Antrieb ist das Lean-Management: Starrheit aufbrechen und Verschwendung radikal eliminieren. Genau dieses Mindset übertrage ich nun von der Unternehmenswelt mit PrixxOne auf die Möbelbranche.“

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