Bereits im Januar gab Apptronik bekannt, dass man an einem neuen kommerziellen humanoiden Allzweckroboter namens Apollo arbeitet. Ich sage „neu“, weil Apptronik in den letzten sieben oder acht Jahren mehr als ein halbes Dutzend humanoide Roboter sowie einige Ganzkörper-Exoskelette entwickelt hat. Aber wie uns das Unternehmen Anfang des Jahres mitteilte, ist es zu dem Schluss gekommen, dass jetzt mit Sicherheit der richtige Zeitpunkt für zweibeinige Humanoide ist, in den Handel zu kommen.
Heute stellt Apptronik Apollo vor. Es heißt, der Roboter sei „dazu konzipiert, die Arbeitskräfte in der Industrie und darüber hinaus zu verändern und so die menschliche Erfahrung zu verbessern“. Der Einsatz soll zunächst in der Logistik und Fertigung erfolgen, doch Apptronik verspricht „langfristig endlose Einsatzmöglichkeiten“. Dennoch muss das Unternehmen es schaffen: Es ist ein großer Schritt vom Prototyp zum kommerziellen Produkt.
Der Zweibeiner, den wir im Januar gesehen haben, war ein Prototyp für Apollo, aber heute zeigt Apptronik eine Alpha-Version des Originals. Der Roboter ist etwa menschengroß, 1,7 Meter groß und 73 Kilogramm schwer, die maximale Nutzlast beträgt 25 Kilogramm. Mit einem austauschbaren Akku kann es etwa 4 Stunden lang betrieben werden. Das Unternehmen verfügt derzeit über zwei dieser Roboter und baut vier weitere.
Während sich Apptronik zunächst auf Lösungen zur Handhabung von Koffern und Behältern in der Logistik- und Fertigungsindustrie konzentriert, handelt es sich bei Apollo um einen Allzweckroboter, der für den Einsatz in der realen Welt konzipiert ist, wo Entwicklungspartner die Lösungen von Apollo weit über die Logistik- und Fertigungsindustrie hinaus erweitern und schließlich auch auf das Baugewerbe ausdehnen werden , Öl und Gas, Elektronikproduktion, Einzelhandel, Hauszustellung, Altenpflege und unzählige mehr. Apollo ist das „iPhone“ der Roboter und ermöglicht es Entwicklungspartnern, die von Apptronik entwickelten Lösungen zu erweitern und die digitale Welt in die physische Welt zu erweitern, um mit Menschen zusammenzuarbeiten und die Aufgaben zu erledigen, die sie nicht machen möchten.
Ich bin im Allgemeinen kein großer Fan der Analogie vom „iPhone der Roboter“, vor allem weil das iPhone kostengünstig und als Mehrzweckwerkzeug weithin begehrt war, noch bevor sich Entwickler wirklich damit beschäftigten. In der Vergangenheit waren Roboter auf diese Weise nicht erfolgreich. Es wird einige Zeit dauern, um zu erfahren, ob Apollo diese sofort einsatzbereite Vielseitigkeit unter Beweis stellen kann, aber ich vermute, dass der anfängliche Erfolg von Apollo (wie im Grunde bei jedem anderen Roboter) in erster Linie von den praktischen Anwendungen abhängt Apptronik selbst wird in der Lage sein, dies einzurichten. Vielleicht werden Humanoide irgendwann so erschwinglich und einfach zu bedienen sein, dass es einen offenen Entwicklermarkt geben wird, aber wir sind noch lange nicht annähernd so weit.
Nahezu alle humanoiden Roboter, die auf den Markt kommen, sind für die Handhabung von Standardbehältern, sogenannten Koffern und Tragetaschen, gedacht. Und das aus gutem Grund: Der Job ist langweilig und körperlich anstrengend, und es gibt nicht genug Leute, die ihn machen wollen. Es gibt viel Platz für Roboter wie Apollo, sofern die Kosten nicht zu hoch sind.
Um zu verstehen, wie Apollo wettbewerbsfähig sein kann, haben wir mit Jeff Cardenas, CEO von Apptronik, und Nick Paine, CTO, gesprochen.
Wie machen Sie Apollo erschwinglich?
Jeff Cardenas: Dies ist nicht unser erster Humanoid, den wir gebaut haben – wir haben ungefähr acht gebaut. Der Ansatz, den wir bei unseren Robotern schon früh verfolgten, bestand darin, einfach das Beste zu bauen, was wir konnten, und uns später darum zu kümmern, die Kosten zu senken. Aber wir stießen jedes Mal gegen eine Wand. Bei Apollo lag der Schwerpunkt darauf, so etwas nicht noch einmal zu tun. Wir mussten von Anfang an über die Kosten nachdenken und sicherstellen, dass die erste Alpha-Einheit, die wir bauen, so nah wie möglich an der Gamma-Einheit ist. Viele Leute werden ihren Zauberstab schwenken und sagen: „Eines Tages wird es Millionen von Humanoiden geben, also werden Dinge wie harmonische Antriebe im großen Maßstab viel billiger werden.“ Aber wenn Sie tatsächlich Komponenten in wirklich großen Mengen anbieten, erhalten Sie nicht den Preisnachlass, den Sie erwarten. Die Elektronik – die Motortreiber mit den Aktuatoren – macht 60 Prozent oder mehr der Systemkosten aus.
Nick Paine: Wir versuchen, Apollo aus einer langfristigen Perspektive zu betrachten. Wir wollten die Situation vermeiden, dass wir einen Roboter bauen, nur um zu zeigen, dass wir etwas können, dann aber herausfinden müssen, wie wir teure Hochpräzisionsteile durch etwas anderes ersetzen können, während wir unser Steuerungsteam vor ein völlig neues Problem stellen sowie.
Der Fokus liegt also auf den Aktuatoren von Apollo?
Paine: Apptronik ist insofern ein wenig einzigartig, als wir durch eine Reihe von Projekten, an denen wir gearbeitet haben, Erfahrung im Bereich der Aktuatorik gesammelt haben. Ich glaube, wir haben etwa 13 komplette Systeme entworfen, also haben wir die gesamte Bandbreite dieser Art kennengelernt Welche Betätigungsarchitekturen eignen sich für welche Szenarien und Anwendungen gut? Apollo ist wirklich ein Höhepunkt all des Wissens, das über viele Jahre iterativen Lernens gesammelt wurde, optimiert für den humanoiden Anwendungsfall und sehr bewusst, welche Eigenschaften wir aus der Sicht des ersten Prinzips an jedem Gelenk des Roboters haben wollten. Das Ergebnis war eine Kombination aus Linear- und Drehantrieben im gesamten System.
Cardenas: Unser Ziel ist die Erschwinglichkeit, und ein Teil davon, wie wir dorthin gelangen, ist unser Betätigungsansatz. Die neuen Aktuatoren, die wir verwenden, haben etwa ein Drittel weniger Komponenten als unsere bisherigen Aktuatoren. Außerdem nehmen sie etwa ein Drittel der Montagezeit in Anspruch. Langfristig konzentriert sich unsere Roadmap vor allem auf die Lieferkette: Wie kommen wir von Anbietern aus einer Hand weg und beginnen, Komponenten zu nutzen, die viel leichter verfügbar sind? Wir glauben, dass dies für die Kosten und die langfristige Skalierung der Systeme wichtig sein wird.
Können Sie uns einige technische Details zu den Aktuatoren mitteilen?
Paine: Die Leute können sich die Patente ansehen, wenn sie herauskommen, aber ich würde es auf die First-Principles-Designerfahrung unserer Teams und die bisherige Geschichte der Integration auf Systemebene zurückführen.
Aber es ist nicht so, dass Sie über eine magische neue Antriebstechnologie verfügen?
Cardenas: Wir verlassen uns nicht auf grundlegende Durchbrüche, um diese Leistungsschwelle zu erreichen. Wir müssen unsere Roboter in die Welt bringen und können dabei bereits vorhandene Technologien nutzen. Und mit unserer Erfahrung und einer Art Systemdenken stellen wir es auf neuartige Weise zusammen.
Was bedeutet „erschwinglich“ im Zusammenhang mit einem Roboter wie Apollo?
Cardenas: Ich denke, auf lange Sicht muss ein Humanoid weniger als 50 US-Dollar kosten,000. Sie sollten mit dem Preis vieler Autos vergleichbar sein.
Paine: Ich denke, wir könnten tatsächlich deutlich günstiger sein als Autos, wenn man davon ausgeht, dass sich die Kosten eines Produkts im Maßstab typischerweise den Kosten der Materialien annähern, aus denen es besteht. Autos wiegen etwa 1.800 Kilogramm, und unser Roboter wiegt 70 Kilogramm. Das sind 25-mal weniger Rohstoffe. Und wie Jeff sagte, wir haben bereits einen Weg und eine Lieferkette für sehr kostengünstige Aktuatoren. Ich denke, das ist eine wirklich interessante Analyse, über die man nachdenken sollte, und wir sind gespannt, wohin sie führt.
Einige der Videos zeigen Apollo mit einer fünffingrigen Hand. Wie stehen Sie zu Endeffektoren?
Cardenas: Wir glauben, dass Hände für Humanoide auf lange Sicht wichtig sein werden, obwohl es nicht unbedingt Hände mit fünf Fingern sein müssen. Der Endeffektor ist modular aufgebaut. Für die ersten Anwendungen beim Auspacken von Kisten brauchen wir dafür keine Fünf-Finger-Hand. Deshalb werden wir das Problem vereinfachen und mit einem einfacheren Endeffektor einsetzen.
Paine: Ich habe das Gefühl, dass einige Leute versuchen, Hände zu spielen, weil sie es cool finden oder weil es zeigt, dass ihr Team fähig ist. Meiner Meinung nach sind Humanoiden ohnehin schon schwierig genug – es gibt viele Herausforderungen und Komplexitäten zu bewältigen. Aus technischer Sicht sind wir ein sehr pragmatisches Team, und wir wählen unsere Schlachten sehr sorgfältig aus und setzen unsere Ressourcen dort ein, wo sie am wertvollsten sind. Und so haben wir für die Alpha-Version von Apollo eine modulare Schnittstelle mit dem Handgelenk. Wir lösen nicht das allgemeine Problem der feinen Fingerfertigkeit und Manipulation mit fünf Fingern. Aber wir glauben, dass auf lange Sicht der beste vielseitige Endeffektor eine Hand ist.
Diese ersten Anwendungen, auf die Sie mit Apollo abzielen, scheinen seine zweibeinige Mobilität nicht zu nutzen. Warum überhaupt einen Roboter mit Beinen?
Cardenas: Eines der Dinge, die wir über Beine gelernt haben, ist, dass sie das Bedürfnis erfüllen, den Boden zu erreichen und in die Höhe zu greifen. Wenn man versucht, dieses Problem mit Rädern zu lösen, dann erhält man am Ende eine wirklich große Basis, denn diese muss statisch stabil sein. Die Kunden, mit denen wir zusammenarbeiten, sind sehr an dieser Idee der Nachrüstbarkeit interessiert. Sie möchten keine Änderungen am Arbeitsbereich vornehmen müssen. Die Arbeitsplätze sind wirklich schmal – sie sind an die menschliche Form angelehnt, und wir glauben, dass Beine der Weg dorthin sein werden.
Beine sind eine elegante Lösung, um ein leichtes System zu schaffen, das in großen vertikalen Arbeitsbereichen auf kleinem Raum eingesetzt werden kann.
–NICK PAINE, CTO von APPTRONIK
Kann Apollo sicher umfallen und wieder aufstehen?
Paine: Eine sehr wichtige Voraussetzung ist, dass Apollo umfallen und nicht zerbrechen kann, und das bestimmt einige wichtige Anforderungen an die Betätigung. Eines der einzigartigen Dinge an Apollo ist, dass es sich nicht nur gut für die Manipulation von Nutzlasten auf OSHA-Ebene eignet, sondern auch für die robuste Bewältigung von Auswirkungen auf die Umwelt. Und aus Wartungsgründen müssen zum Austausch eines Stellantriebs lediglich zwei Schrauben entfernt werden.
Cardenas sagt, dass Apptronik mehr als zehn Pilotprojekte geplant hat, wobei die Fallauswahl die erste Anwendung ist. Der Rest dieses Jahres wird sich auf interne Demonstrationen mit den Apollo-Alpha-Einheiten konzentrieren, wobei für nächstes Jahr Feldpiloten mit Produktionsrobotern geplant sind. Die vollständige kommerzielle Veröffentlichung ist für Ende 2024 geplant. Es ist sicherlich ein aggressiver Zeitplan, aber Apptronik ist von seinem Ansatz überzeugt. „Das Schöne an der Robotik liegt im Zeigen statt im Erzählen“, sagt Cardenas. „Das ist es, was wir mit dieser Einführung erreichen wollen.“
Der Artikel ist auf der Website wiedergegeben:https://spectrum.ieee.org/topic/robotics/#toggle-gdpr
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