Ohne GPS und mit Lidar: So findet ein „entführter“ Roboter seinen Weg zurück

Summary

Wie findet ein Roboter heraus, wo er sich gerade befindet, wenn er entführt wurde oder sich verirrt hat? Das ist eine gängige Fragestellung in der Robotik, die auch als Kidnapped-Robot-Problem bekannt ist. Lange Zeit war das Problem theoretischer Natur, denn Roboter bewegten sich nur in begrenzten Räumen, etwa einer Fabrikhalle, und waren technisch gar nicht in der Lage, ihren Bereich zu verlassen, oder viel zu groß und schwer, um „gekidnappt“ zu werden. Kidnapped-Robot-Problem relevanter denn je Inzwischen sieht die Sache anders aus. Auf den Straßen sind autonome Fahrzeuge unterwegs. Roboterhunde werden für Suchaktionen, zur Objektbewachung und bei der Polizei eingesetzt. Paketunternehmen und Pizzabäcker testen, ob Roboter auf vier Rädern oder Drohnen Waren ausliefern können. Soziale Roboter flitzen durch Pflegeeinrichtungen. Kurz: Immer mehr Roboter bewegen sich in der Öffentlichkeit, weshalb das Kidnapped-Robot-Problem relevanter denn je ist. Ein Team der Miguel-Hernández-Universität im spanischen Elche hat eine neue Methode entwickelt, wie sich Roboter im Freien orientieren können. Die von unabhängigen Expertinnen und Experten geprüfte Studie ist im Fachmagazin International Journal of Intelligent Systems erschienen. Roboter mit Orientierungssinn Der Ansatz ahmt nach, wie sich Menschen in unbekannten oder sich verändernden Umgebungen orientieren. Der Roboter sollte seinen Standort auf einer intern gespeicherten Landkarte bestimmen können, ohne „fremde Hilfe“ in Form von GPS zu nutzen. Stattdessen sollte er seine internen Sensoren verwenden, wozu in diesem Fall auch Lidar, also Laserimpulse, gehören, mit denen sich sowohl die Geschwindigkeit messen lässt – falls der Roboter in Bewegung ist – als auch 3D-Modelle der Umgebung erstellen lassen. Das MCL-DLF (Monte Carlo Localization – Deep Local Feature) genannte Verfahren folgt einem hierarchischen „Grob-zu-Fein“-Ansatz, wie es in der Studie heißt. In einem ersten Schritt identifiziert der Roboter seine ungefähre Po...