Singularitäten sind für Roboterarme ein Ärgernis – Jacobi Robotics versucht, sie zu lösen

Man verliert leicht den Überblick darüber, dass es sich bei der Robotik sowohl um ein Softwareproblem als auch um ein Hardwareproblem handelt. Die Programmierung wird verständlicherweise von der Faszination der Mechatronik überschattet, aber ohne die richtige Softwarelösung hat man kaum mehr in der Hand als einen teuren Briefbeschwerer. Der Weg zu einer weit verbreiteten Einführung der Robotik ist mit unerwarteten Problemen behaftet, die letztendlich den Einsatz in der Praxis behindern können. Bei der Suche nach Softwarelösungen gibt es viele Probleme.

Jacobi Robotics wurde 2022 mit einem spezifischen Problem im Blick gegründet: Singularitäten. Verwirrenderweise bedeutet das Wort im Zusammenhang mit Robotik etwas völlig anderes als in der Welt von Ray Kurzweils KI-Fortschrittsprojektion.

Im Roboterland ist das Konzept weitaus subtiler, erfordert jedoch echte Kenntnisse der Kategorie, um es vollständig zu verstehen. Es ist die Art von Begriff, die man außerhalb von Forschungsarbeiten selten antrifft. Es handelt sich jedoch um ein sehr reales Problem mit Auswirkungen auf die reale Welt.

„Singularitäten sind die Achillesferse von Industrierobotern“, bemerkt Jacobi. „Bei sich wiederholenden Aufgaben, bei denen der Roboter wiederholt und blind denselben Bewegungen folgt, können Roboter so programmiert werden, dass sie durch wochenlange mühsame manuelle Feinabstimmung der Roboterpfade Singularitäten vermeiden. Bei vielen Roboteranwendungen müssen die Roboterpfade jedoch aufgrund kleiner Materialänderungen oder thermischer Ausdehnung regelmäßig geändert werden.“

Wenn Sie sich mit Robotik-Hardware auskennen, haben Sie den Begriff „Freiheitsgrade“ wahrscheinlich schon einmal in Bezug auf beispielsweise einen Roboterarm mit sechs oder sieben Freiheitsgraden gehört. Dies bezieht sich auf die Gelenke des Systems und die Achsen, entlang derer sich diese Gelenke bewegen können. Singularitäten sind Punkte im Raum, an denen sich der Roboter nicht bewegen kann. Wenn das passiert, muss in der Regel ein Mensch eingreifen, um die Dinge wieder zum Laufen zu bringen.

Jacobi Robotics hat seinen Namen von der Jacobi-Matrix, die wiederum eine Anspielung auf den bahnbrechenden deutschen Mathematiker Carl Jacobi aus dem 19. Jahrhundert ist. In der Welt der Robotik bezieht sich das Konzept auf die Beziehung zwischen den Geschwindigkeiten von Gelenk- und Endeffektoren. Um etwas, das ich bereits vereinfacht habe, noch weiter zu vereinfachen: Das Konzept und das nach ihm benannte Unternehmen befassen sich mit der Planung von Roboterpfaden.

Jacobi Robotics wurde von einem Quartett von Robotikstudenten der UC Berkeley zusammen mit Professor Ken Goldberg gegründet. Goldberg fungiert nicht nur als leitender Wissenschaftler des Unternehmens, sondern ist auch Mitbegründer des Paketsortierroboterunternehmens Ambi Robotics, sodass er dieses Rodeo schon einmal miterlebt hat.

Zunächst konzentriert sich das Team fast ausschließlich auf die Probleme im Zusammenhang mit Singularitäten, die einen Roboter zu unvorhersehbaren Zeiten zum Stillstand bringen können. In der Welt der Roboterarme stellt dies ein großes Problem für Schlüsselanwendungen wie Bin Picking, Paketsortierung und Palettierung dar – mehr oder weniger die wichtigsten Dinge, über die wir sprechen, wenn wir über Industrieroboter sprechen.

Jacobi hat mit ausgewählten Partnern an Pilotprojekten teilgenommen. Zu dieser Liste gehören das Automatisierungsunternehmen Formic sowie ein größeres Unternehmen für Unterhaltungselektronik, das das Unternehmen noch nicht ganz nennen kann (Sie wissen, wie so etwas in der Unternehmenswelt abläuft). Laut Formic hat Jacobis Ansatz zum Angriff auf Singularitäten die Einsatzzeiten bereits in diesem frühen Stadium erheblich verkürzt. Es liegt sicherlich im Interesse eines Startups wie Formic, möglichst viele potenzielle Probleme während des Bereitstellungsprozesses anzugehen, anstatt nachträglich Techniker entsenden zu müssen.

Zu den Gründern des Unternehmens gehören neben Goldberg CEO Max Cao, CPO Yahav Avigal, Chefarchitekt Lars Berscheid und Chefrobotiker Jeff Ichnowski (der auch als Assistenzprofessor am Robotics Institute der CMU fungiert). Jacobi schloss Anfang 2023 ein Pre-Seed-Projekt im Wert von 1 Million US-Dollar ab und konzentriert sich derzeit auf die Schaffung eines geeigneten Seed-Projekts, um seine Lösung auf den Markt zu bringen. Zu den aktuellen Investoren zählen Swift Ventures und Berkeley SkyDeck, der Beschleuniger der UC Berkely, zu dem das Startup im Rahmen des jüngsten Demo-Tages gehörte.

Die Software bietet derzeit Unterstützung für eine Reihe der größten Anbieter von Roboterwaffen, darunter ABB, Fanu, Universal und Yaskawa.

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