Menlo Research hat unter dem Asimov-Projekt eine detaillierte Bauanleitung für ihren Humanoiden der Version 1 veröffentlicht. Das Open-Source-Projekt zielt darauf ab, die Entwicklung von zweibeinigen Robotern für jedermann zugänglich zu machen. Der Bau des 1,2 Meter großen und 35 Kilogramm schweren Roboters ist jedoch keine leichte Aufgabe und erfordert laut Schätzungen des Teams zwischen 50 und 100 Stunden.
Wichtige Erkenntnisse
- Asimov v1 ist ein Open-Source-Humanoid von Menlo Research.
- Der Bau des Roboters dauert schätzungsweise 50 bis 100 Stunden.
- Das Kit kostet etwa 15.000 US-Dollar und zielt auf Zugänglichkeit ab.
- Einzigartiges RSU-Knöchelsystem für bessere Drehmomentverteilung.
- Simulation integriert reale Fehler wie Latenz und Sensorrauschen.
Der 100-Stunden-Weg zum Humanoiden
Die Veröffentlichung des Asimov v1-Kits, auch bekannt als die „Here Be Dragons“-Edition, markiert einen wichtigen Schritt in Richtung Demokratisierung der Robotik. Das Team von Menlo Research betont, dass der Bau eines solchen Roboters eine komplexe Ingenieursaufgabe ist. Die geschätzten 50 bis 100 Stunden Bauzeit umfassen dabei den Weg von den Einzelteilen bis zu einem „sauberen, sicheren, überprüfbaren Einschalten“ – nicht bis zum ersten Gang des Roboters.
Die Komplexität ergibt sich aus der Verknüpfung verschiedener Systeme. Die mechanische Montage erfordert präzises Anziehen von Befestigungselementen und das Management eines speziellen parallelen Knöchelmechanismus. Die Elektronik und Verkabelung sind ebenfalls zeitaufwendig, insbesondere das Löten von Steckverbindern und die Fehlersuche bei Signalproblemen, die oft unterschätzt werden. Schließlich muss die Software integriert und die Simulationspfade validiert werden.
Faktencheck
- Größe: 1,2 Meter
- Gewicht: 35 Kilogramm
- Freiheitsgrade: 25 angetriebene und 2 passive Zehengelenke
- Materialien: CNC-gefrästes Aluminium 7075 für tragende Teile, MJF-3D-Druck für nicht-strukturelle Komponenten
Innovation im Knöchelsystem
Ein herausragendes Merkmal des Asimov v1 ist der RSU (Revolute-Spherical-Universal) Knöchelmechanismus. Im Gegensatz zu herkömmlichen seriellen Gelenken verwendet dieses parallele Design zwei 36 Nm Motoren, um Nick- und Rollbewegungen über eine gemeinsame Verbindung anzutreiben. Diese Architektur ermöglicht eine bessere Drehmomentverteilung und natürlichere Reaktionen auf Bodenkräfte.
Diese innovative Konstruktion bringt jedoch auch eine zusätzliche Komplexität mit sich, insbesondere bei der Übertragung von Simulation zu realer Hardware. Die Steuerungssoftware muss die kinematische Neuzuordnung berücksichtigen, was eine präzise Abstimmung erfordert. Das Team warnt, dass Standard-FDM-Druck für strukturelle Halterungen unzureichend ist, da die Materialflexibilität die mechanischen Annahmen der Steuerungssoftware beeinträchtigen kann.
„Der Bau eines humanoiden Roboters von Grund auf ist mit Höhen und Tiefen verbunden. Wir freuen uns, dies mit der Open-Source-Community zu tun.“
Überbrückung der „Sim-to-Real“-Lücke
Ein wesentlicher Teil der Asimov-Anleitung konzentriert sich auf die Prozessor-in-the-Loop (PIL)-Simulation. Anstatt in einer mathematisch perfekten Umgebung zu trainieren, integriert Asimov bewusst realitätsnahe Artefakte in den Simulator. Dazu gehören die Modellierung von Latenzzeiten, die CANBus-Latenzen von bis zu 9 ms nachbilden, und die Einspeisung von rohem Sensorrauschen über einen I2C-Emulator.
Diese Strategie stellt sicher, dass der Roboter nicht von Informationen abhängig wird, die er in der realen Hardware nicht messen kann, wie zum Beispiel die genaue lineare Geschwindigkeit. Die Lokomotionsstrategie verwendet eine asymmetrische Actor-Critic-Struktur, bei der der „Critic“ privilegierte, wahrheitsgetreue Daten (wie exakte Fußhöhe und Kontaktkräfte) erhält, während der „Actor“, der auf dem Roboter läuft, nur verrauschte, verzögerte Sensoreingaben verarbeitet.
Hintergrundinformationen
Das Asimov-Projekt ist eine Initiative von Menlo Research, die sich dem Open-Source-Ansatz in der Robotik verschrieben hat. Ziel ist es, proprietäre Systeme aufzubrechen und eine Plattform zu schaffen, bei der jede Komponente zugänglich, 3D-druckbar oder handelsüblich ist. Dies soll die „Wiederaufbau-Reibung“ minimieren und die Entwicklung von Robotern beschleunigen.
Die Ökonomie von Open-Source-Hardware
Mit einem Zielpreis von 15.000 US-Dollar positioniert sich das „Here Be Dragons“-Kit als Einstiegspunkt im mittleren Preissegment. Obwohl es teurer ist als die ehemals von K-Scale Labs angebotene 8.999 US-Dollar teure K-Bot Founder’s Edition, ist Asimovs Strategie, näher an den Materialkosten zu verkaufen, ein kalkulierter Schritt. Durch die Nutzung von 3D-druckbaren Designs und die Vermeidung von Hochvolumen-Werkzeugen versucht Menlo Research, die Fertigungsfallen zu umgehen, die zum jüngsten Zusammenbruch von K-Scale beigetragen haben.
Asimov reiht sich damit in eine wachsende Bewegung ein, zu der auch Projekte wie ROBOTO ORIGIN gehören. Diese Bewegung zielt darauf ab, humanoide Hardware zu kommerzialisieren und sie „betrieblich einsetzbar und wirtschaftlich unvermeidlich“ zu machen. Der Open-Source-Ansatz könnte langfristig zu einer breiteren Akzeptanz und schnelleren Innovation in der humanoiden Robotik führen.
Interessierte können das Asimov DIY-Kit vorbestellen und somit Teil dieser spannenden Entwicklung werden. Die Veröffentlichung des Kits unterstreicht das Engagement des Teams, die Grenzen der zugänglichen Robotik zu verschieben und eine neue Generation von Entwicklern zu inspirieren.
