"Roboter NAO auf dem Weg zum Fußballprofi"

Vierter Teil der Serie zum ThyssenKrupp IdeenPark

06.08.2012

Es dauert ein wenig, bis Stefan Kaufmann den kleinen roten Ball so vor den rechten Fuß des NAOs platziert hat, bis dieser den leuchtenden Gegenstand am Boden erkennt, ausholt und den Ball in den Raum schießt. "Der NAO hat Schalter an den Füßen, um derartig Hindernisse zu erkennen und irgendwann zielgenau ins Tor zu schießen", sagt Stefan Kaufmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Regelungstechnik. Bis dahin muss der menschenähnliche Roboter wohl noch einige Trainingseinheiten absolvieren, denn noch nimmt er den Ball wie auch manches andere im Bereich des rot-orangen Farbenspektrums als Punktwolke wahr und tritt danach.

Niederlagen auf dem Weg zum Torschützenkönig wird der NAO einstecken müssen. Doch wo auch immer er auftritt und einen Elfmeter verwandelt, sich in der Kunst des chinesischen Schattenboxens übt und an der Hand spazieren führen lässt oder Proben seiner gekonnten Kommunikation gibt: Er ist der Liebling aller, begeistert Kinder, Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen für Technik.

"Um allerdings ein Profifußballer zu werden, muss der NAO Möglichkeiten haben, seine Umwelt näher wahrzunehmen - so wie wir Menschen", sagt Elektrotechniker Stefan Kaufmann. Der 26-Jährige ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Regelungstechnik. Drei Jahre lang wirkte er als studentischer Mitarbeiter der TU-Koordinierungsstelle Infotronik/Mechatronik bei der Koordinierung von Robotikkursen, Messeauftritten und anderer Aktionen mit. In seiner Diplomarbeit widmete er sich der Entwicklung und Umsetzung eines geregelten Laufalgorithums für den NAO. Die hierbei entstanden Module zur Schwerpunktberechnung brachte er im Rahmen eines diesjährigen Seminars den Studierenden näher, die diese dazu nutzten den Roboter beim Schießen eines Balles auszubalancieren.

Auch wenn sich Experten wie Kaufmann hin und wieder hinsichtlich der Programmierung des humanoiden Roboters die Haare raufen, frei von Geheimnissen ist immerhin dessen Anatomie.

Dazu Stefan Kaufmann: "Neben seinen 25 Motoren, die zeitgleich als Gelenke und Muskeln dienen, verfügt der NAO über eine Vielzahl von Sensoren. Alleine im Kopf des Roboters befinden sich neben zwei hochauflösende Kameras, vier Mikrofone, zwei Lautsprecher und Berührungssensoren. Ist ein Gesicht erkannt, so kann der NAO über die beiden Lautsprecher eine Begrüßung äußern. Vier im Kopf befindliche Mikrophone erlauben nicht nur Geräusche wahrzunehmen, sondern ebenfalls eine Richtungserkennung durchzuführen."

Zur Stabilisierung des Gleichgewichts sind im Torso Beschleunigungssensoren und ein Gyroskop verbaut. Es lässt ihn die absolute Lage im Raum erfassen."

Außerdem verfügt der NAO über je vier Drucksensoren pro Fuß, mit denen zum einen erkannt werden kann, ob ein Kontakt zum Boden besteht, aber auch wie stark und wo genau der Fuß belastet wird. Dies ist vor allem für die Stabilität des NAOs wichtig. Ultraschalleinheiten im Rumpf lassen den Roboter Hindernisse wahrnehmen. In den Augen des NAOs befinden sich neben Infrarotsendern und -empfängern ebenfalls Farbwechsel-LEDs. Weitere Leuchtdioden sind an den Ohren, den Füßen und an der Brust untergebracht. Zusammen mit der Batterie, die bei voller Ladung etwa 90 Minuten durchhält, wiegt der NAO rund fünf Kilogramm bei einer Größe von 58 Zentimetern.

Der humanoide Roboter NAO wurde von der französischen Firma Aldebaran Robotics entwickelt. Seit 2007 wird er in der Standard Platform League (SPL) des RoboCup eingesetzt. Dort treten verschiedene Roboterteams zum Fußballspielen in verschiedenen Klassen gegeneinander an. Die NAOs der TU-Koordinierungsstelle sollen sowohl zu Lehrzwecken eingesetzt werden als auch Grundlage zur Entwicklung eines RoboCup-Teams sein.

TUHH - Public Relations Office
Martina Brinkmann
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