Stuttgart (LabNews Media LLC) – Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) hat einen umfassenden Benchmark zur standardisierten Analyse humanoider Roboter entwickelt. Damit können Hersteller und Endanwender die tatsächlichen Fähigkeiten, Sicherheit und Einsatztauglichkeit dieser Systeme von neutraler Stelle objektiv bewerten lassen.
Der modulare Benchmark umfasst sechs anwendungsrelevante Kriterien und orientiert sich, wo möglich, an international anerkannten Industriestandards wie ISO 14644 für Reinraumtauglichkeit oder ISO 10218 und ISO TS 15066 für funktionale Sicherheit. Er soll Transparenz in einem volatilen und intransparenten Markt schaffen und Unternehmen bei fundierten Investitionsentscheidungen unterstützen.
Die sechs Bewertungsbereiche:
- Technologien und Basisfähigkeiten
Untersuchung verbauter Sensoren, KI-Modelle, Greifertypen sowie Tests zu Laufgeschwindigkeit, Greifkräften und handhabbaren Lasten mit 3D-Tracking und Kraftsensoren. - Komplexe Fähigkeiten
Bewertung praxisnaher Aufgaben wie Treppenlaufen, Hindernisbewältigung, Bewegungs- und Kraftgenauigkeit sowie Reaktionsgeschwindigkeit. - Reinraumtauglichkeit
Prüfung der Partikelfreisetzung, des Ausgasungsverhaltens und der Reinigbarkeit – entscheidend für Einsätze in Halbleiter-, Pharma- oder Lebensmittelindustrie. - Funktionale Sicherheit
Tests zu Stabilität auf unterschiedlichen Untergründen, Kraftbegrenzung bei Kollisionen, Hinderniserkennung und Systemverhalten bei Ausfällen. - Cybersicherheit
Vier Module zur Prüfung von Schwachstellenmanagement, sicherem Lebenszyklus, Netzwerksicherheit und Penetrationsresistenz. - Energieeffizienz
Messung der Batterielaufzeit und Leistungsaufnahme in verschiedenen Szenarien (Stehen, Gehen, Gehen mit Steigung und Last).
Das Fraunhofer IPA hat den Benchmark erstmals am Unitree G1 angewendet. Der Roboter zeigte gute Selbststabilisierung und mögliche Reinraumtauglichkeit der ISO-Klasse 5. Allerdings traten bei Kollisionen Kräfte über 500 Newton auf – deutlich über den nach Norm zulässigen Schmerzschwellen. Zudem wurde eine kritische Bluetooth-Sicherheitslücke identifiziert (mittlerweile behoben). Die maximale Betriebszeit lag bei rund 2 Stunden und 49 Minuten im Stand und 1 Stunde und 49 Minuten bei gemischter Bewegung.
Simon Schmidt, Geschäftsbereichsleiter Automatisierte Systeme am Fraunhofer IPA, betonte, der Benchmark ermögliche es, Humanoide nicht nur untereinander, sondern auch mit bewährten Automatisierungskomponenten zu vergleichen. Dies sei wichtig angesichts des demografischen Wandels, hoher Investitionssummen und steigender regulatorischer Anforderungen.
Werner Kraus, Forschungsbereichsleiter am Fraunhofer IPA, ergänzte, Anwender könnten die Ergebnisse direkt interpretieren und so den passenden Humanoiden für die jeweilige Anwendung auswählen. Das Fraunhofer IPA plant, weitere Roboter zu testen und eine Vergleichsdatenbank aufzubauen. Hersteller und Anwender können einzelne Module oder vollständige Untersuchungen beauftragen.
Der Benchmark entstand mit Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg im Rahmen des KI-Fortschrittszentrums „Lernende Systeme und Kognitive Robotik“. Er soll dazu beitragen, den Einsatz humanoider Roboter in industriellen Anwendungen auf eine fundierte und verlässliche Basis zu stellen.
