Das Team "NimbRo Picking" der Universität Bonn (Quelle: Universität Bonn)

Amazon Picking Challenge: NimbRo Picking der Universität Bonn ist unter den Finalisten

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Das Team "NimbRo Picking" der Universität Bonn (Quelle: Universität Bonn)

Das Team „NimbRo Picking“ der Universität Bonn (Quelle: Universität Bonn)

Der mobile Roboter mit Sauggreifer steht vor einem Regal mit insgesamt 12 verschiedenen Artikeln. Er soll die Gegenstände in einer bestimmten Reihenfolge aus dem Regal entnehmen und in spezielle Behälter legen. In einer weiteren Aufgabenstellung soll er Waren aus den Behältern nehmen und in ein Regalfach befördern, das Ganze korrekt ausgeführt und ohne die Artikel zu beschädigen. Das ist eine der Anforderungen der Amazon Picking Challenge und die Maschine führt die dazu erforderlichen Bewegungen langsam und fokussiert aus.

Noch gibt es keine Roboter, die großflächig für solche Aufgaben in echten Logistikzentren eingesetzt werden. Einige der technischen Lösungen werden bei der Amazon Picking Challenge von 30. Juni bis 4. Juli auf dem RoboCup in Leipzig zu sehen sein. Mit dem Wettbewerb will Amazon den Wissenstransfer im Bereich Robotics fördern. Dafür wurden insgesamt bis zu 80.000 USD Preisgeld ausgelobt.

Prof. Dr. Sven Behnke von der Uni Bonn ist mit seinem Team unter den Finalisten. (Foto: Universität Bonn)

Prof. Dr. Sven Behnke von der Uni Bonn ist mit seinem Team unter den Finalisten. (Foto: Universität Bonn)

Unter den 16 hochrangigen internationalen Wissenschaftsteams, die am Finale teilnehmen, ist auch das Team NimbRo Picking der Universität Bonn. Teamchef ist Prof. Dr. Sven Behnke. Er ist Lehrstuhlinhaber für Praktische Informatik an der Universität Bonn und das Gebiet Autonome Intelligente Systeme. Sein Team, bestehend aus Informatik-Studierenden, einem Postdoktoranden und einem Mechatroniker, hat schon mehrere Preise bei Roboterwettbewerben errungen.

Anfang des Jahres hat Amazon die Finalisten für den Roboter-Wettbewerb bekannt gegeben – und seitdem bereitet sich das NimbRo Picking-Team auf den Wettbewerb vor. Eine echte Herausforderung, so der Professor, bleibe es dennoch: „Die Tatsache, dass das Ein- und Auslagern heute überwiegend noch manuell gemacht wird, zeigt, dass die Aufgabenstellung aus Sicht der Informatik gar nicht so einfach ist.“ Schließlich müssen die Roboter bei der Picking Challenge die unterschiedlichsten Objekte erkennen und verarbeiten, darunter viele Artikel, die täglich bei Amazon bestellt werden. „Jedes Objekt ist anders: Es gibt große und kleine, schwere und leichte oder sperrige Artikel, die kaum ins Regal passen“, erläutert Behnke. Auch die Oberflächenstruktur sei oft eine Herausforderung: „Für die Sensoren sind beispielsweise transparente Artikel oft schwierig zu erfassen. Gleiches gilt für glänzende Oberflächen, beispielsweise Metalle.“

Sehr viel Systemintegration sei notwendig, damit ein Roboter die geforderten Aufgaben erfüllen kann, erklärt Behnke. Man müsse lernen, wo die wichtigen und interessanten systemtechnischen Probleme liegen und dort verstärkte Forschung betreiben. „Wettbewerbe wie die Amazon Picking Challenge bieten einen Vergleich der unterschiedlichen Ansätze. Man sieht auch an den Lösungsansätzen anderer Teams, welche Probleme noch nicht gelöst wurden. Für uns ist es eine große Motivation, dass wir mit den anderen Teams von Top-Forschungseinrichtungen unter den Finalisten sind.“

Damit Roboter professionell für Aufgaben wie das Ein- und Auslagern in der Logistik eingesetzt werden können, sind vor allem zwei Herausforderungen wichtig: „Einerseits ist eine Strukturierung der Umgebung, z. B. Markierungen oder Fahrerspuren wie sie für führerlose Gabelstapler eingesetzt werden, erforderlich. Andererseits müssen die Systeme intelligenter werden. Je mehr kognitive Fähigkeiten ein Computer hat, desto weniger strukturiert muss ein Logistikzentrum sein“, erläutert Behnke.

In vielen Amazon-Logistikzentren sind Roboter bereits im Einsatz und unterstützen die Mitarbeiter.  Die selbstfahrenden Helfer, die von Amazon Robotics in der Nähe von Boston hergestellt werden, befördern die Regale beispielsweise zu den Mitarbeiter, Laufwege entfallen damit. „Der Einsatz von Robotern reduziert die Verarbeitungszeit für bestellte Produkte von teilweise mehreren Stunden auf nur wenige Minuten“, erläutert Roy Perticucci, Amazon Vice President Operations in Europa.