Best Practice

Von der Forschung in die Industrie: Die nächste Generation humanoider Roboter

Reply treibt die Entwicklung humanoider Roboter voran, die sich nahtlos in menschliche Umgebungen einfügen – durch die Verbindung hochentwickelter Hardware mit einem leistungsstarken, individuell zugeschnittenen Software-Ökosystem auf Basis von ROS 2.

Die Vision

Roboter, die sich an die Bedürfnisse der Menschen anpassen – nicht umgekehrt

Humanoide Robotik gehört zu den fortschrittlichsten und vielversprechendsten Bereichen der Künstlichen Intelligenz (KI). Der Grund ist einfach: Unsere Welt ist für den menschlichen Körper gestaltet. Statt die Umwelt für Maschinen umzubauen, ermöglichen humanoide Roboter eine Automatisierung, die sich an die bestehende Welt anpasst – sie bewegen sich durch Flure, steigen Treppen, nutzen unsere Werkzeuge und arbeiten sicher mit Menschen zusammen.

Bei Reply treiben wir die Entwicklung humanoider Systeme voran, die bald nahtlos in menschenzentrierte Umgebungen wie Fabriken, Lagern oder Krankenhäusern eingebunden werden können. Unsere praxisnahe Forschung schafft die Grundlage für eine Zukunft, in der humanoide Roboter den Arbeitsalltag erleichtern, für mehr Sicherheit sorgen und Mitarbeitende sinnvoll unterstützen.

Die Herausforderung

Das industrielle Potenzial erschließen

Reply bringt hochspezialisierte Roboter wie den Unitree H1 oder Boston Dynamics’ Atlas aus dem Labor in anspruchsvolle industrielle Umgebungen. Gemeinsam mit Hardwareherstellern bauen wir auf bestehenden Technologien auf, um universelle Robotikplattformen an die hohen Anforderungen in Logistik und Produktion anzupassen. Maßgeschneiderte Softwarelösungen sind dabei der Schlüssel, um die Leistungsfähigkeit der Roboter voll auszuschöpfen und echten Nutzen für die Industrie zu schaffen.

Unsere Lösung

Ein ganzheitlicher Ansatz für Embodied AI

In unserem Innovationslabor Area42 haben wir ein umfassendes, stabiles Software- und Hardware-Ökosystem geschaffen, um die Roboter für den industriellen Einsatz fit zu machen. Es ging dabei nicht nur um Programmierung, sondern um die Entwicklung eines zentralen Nervensystems, das unseren Robotern echte Autonomie und hohe Zuverlässigkeit verleiht. Unsere Lösung basiert auf dem weit verbreiteten Robot Operating System (ROS 2) und bietet:

Middleware-Architektur

Eine verteilte Datenservice-Schicht (DDS) sorgt für die Verwaltung der Echtzeit-Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Sensoren, Aktuatoren und KI-Modulen, die wir eigens entwickelt haben, um eine exakte Synchronisation zu gewährleisten.

Benutzerdefinierte ROS 2-Integration

Spezialisierte Nodes zur Steuerung von Bewegungen über mehrere Achsen und zur Greiferkontrolle ermöglichen die perfekte Koordination komplexer Ganzkörperbewegungen.

Intuitives Teleoperations-Framework

Für präzise manuelle Steuerungen in komplexen Umgebungen haben wir ein hybrides System aus Keyboard und UI entwickelt, das insbesondere für Entwicklung, Tests und Sicherheits-Overrides von entscheidender Bedeutung ist.

Die Wichtigsten Fuktionalitäten

Wahrnehmen, entscheiden, handeln

Unser integriertes System ermöglicht die Erforschung wesentlicher Fähigkeiten, die humanoide Roboter im praktischen Einsatz benötigen. Integrierter KI- und Edge-Computing-Technologie sorgen dabei für eine latenzarme Performance.

3D-Umweltverständnis mit SLAM

Durch den integrierten LiDAR und die RGB-D-Kameras des Roboters ermöglichen wir eine simultane Lokalisierung und Kartierung (Simultaneous Localization and Mapping, SLAM), mit der in Echtzeit präzise 3D-Volumenmodelle erzeugt werden. Diese Karten helfen dem Roboter, sich in komplexen, unstrukturierten Umgebungen wie Lagern, Produktionslinien und dynamischen Arbeitsplätzen zu orientieren. Unser SLAM-System kombiniert Tiefen- und Bilddaten, erkennt Veränderungen, umgeht Hindernisse und passt sich flexibel an neue Gegebenheiten an.

Flüssige, intelligente Bewegung dank fortschrittlicher Algorithmen

Beine, Arme und Finger müssen sich auf Menschen, die Umgebung und die jeweiligen Aufgaben einstellen. Fortschrittliche kinematische Modelle berechnen die optimalen, kollisionsfreien Bewegungsbahnen zum Greifen, Ablegen und Manipulieren von Objekten in unmittelbarer Nähe zu Personen und Hindernissen. Unsere Balancier-Algorithmen sorgen auch auf unebenem oder rutschigem Untergrund für Stabilität. Zudem ermöglicht die ergonomische Steuerung von Oberkörper, Hüften und Armen natürliche Interaktionen, zum Beispiel beim Übergeben von Werkzeugen.

Erleben Sie den Fortschritt live – besuchen Sie unsere Area42 in Turin und entdecken Sie die Zukunft der humanoiden Robotik.

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Ausblick

Von einzelnen Robotern zu koordinierten Flotten

Diese Entwicklung legt den Grundstein für unsere langfristige Vision. Durch stetige Forschung, präzise Optimierung und systematische Weiterentwicklung bereiten wir den Boden für eine industrielle Zukunft, in der humanoide Roboter integraler Bestandteil des Arbeitsalltags sind. Unser aktueller Fokus: Multi-Roboter-Koordination, selbstlernende Systeme und fortschrittliches Aufgabenmanagement – immer mit dem Ziel, durch smarte Lösungen echten Mehrwert für unsere Kunden zu schaffen.

Unser Engagement

Die Zukunft der Robotik gestalten

Unser Engagement in der Robotik basiert auf dem Anspruch, Innovationen mit echtem Nutzen zu verbinden. Unsere Spezialisten gehen über das reine Experimentieren hinaus und schaffen Lösungen, die wirklichen Mehrwert bieten. Im Rahmen des EU-finanzierten Fluently-Projekt nutzen wir neueste KI-basierte Entscheidungsprozesse, um die Zukunft der Mensch-Roboter-Interaktion mitzugestalten. Mit Forschungszentren in Turin und München und Auszeichnungen bei der AIRA Challenge und ELROB sind wir stolz, zu den Vorreitern in der Robotik zu gehören.