HUBO Labs

Hubo
Hangeul	휴보
Revidierte Romanisierung	Hyubo
McCune- Reischauer	Hyubo
Siehe auch: Koreanischer Name

Albert HUBO, ein von HUBO Labs gebauter humanoider Roboter

Das Humanoid Robot Research Center (HUBO Labs) ist eine 1985 am südkoreanischen KAIST gegründete Institution, die sich unter anderem mit dem Bau von humanoiden Robotern – zum Beispiel Albert Hubo – beschäftigt.

Aufgabenbereiche der HUBO Labs

Das Hubo Lab forscht in zwei Bereichen:

• Im Bereich der Regelungstheorie beschäftigt man sich mit der optimalen Steuerung, neuronalen Netzen, Fuzzy-Reglern und der Sliding mode control.
• Im zweiten, experimentellen Bereich forscht man im Bereich der Robotik, zum Beispiel an sich bipedal fortbewegenden Robotern und am Aussehen der Sensore und Systeme.

Roboter der HUBO Labs

Übersicht

Name	KHR-0	KHR-1	KHR-2	Hubo (KHR-3)	Hubo FX-1	Albert Hubo	Huboway	Hubo 2
Robotertyp	ferngesteuerter humanoider Roboter	ferngesteuerter humanoider Roboter	ferngesteuerter humanoider Roboter	teilweise ferngesteuerter humanoider Roboter	ferngesteuerter bipedaler Transport- roboter	humanoider Roboter	„Segway- Stehroller“	teilweise ferngesteuerter humanoider Roboter
Beginn der Forschung			Anfang 2003	09/2004
Fertigstellung	2001	01/2002	Anfang 2004	01.06.2005		11/2005		2009
Größe [cm]	110	120	120	125	175	137	90–130	130
Masse [kg]	29	48	56	56	150	57		45
Betriebszeit [min]				90		150	120–180
Geschwindigkeit [km/h]				1,25			20	3,3
Haupt-Betriebssystem		DOS	Windows 2000 mit RTX	Windows XP mit RTX	Windows XP mit RTX	Windows XP mit RTX	TI, TMS320F2808
Freiheitsgrade (DOFs)	12	21	41	41	12	66		40
DOFs – Beine (zusammen)		12	12	12	12	12		12
DOFs – Rumpf		1	1	1		1		1
DOFs – Arme (zusammen)		8	12	12		12		14
DOFs – Hände (zusammen)			10	10		10		10
DOFs – Nacken			2	2		2		3
DOFs – Kopf			4	4		29
Website		hier	hier, hier	hier, hier	hier, hier	hier (Memento vom 15. November 2011 im Internet Archive), hier	hier, hier

Anfänge

Die ersten von Hubo Labs gebauten humanoiden Roboter waren nur dazu gedacht, einen Prototyp für einen Laufroboter zu entwickeln. Sie besaßen vier Freiheitsgrade und wurden noch ferngesteuert.

KHR-0

Der 2001 fertiggestellte KHR-1 (Abkürzung für KAIST Humanoid Robot platform-1) besaß hingegen schon fortschrittliche 12 Freiheitsgrade, jedoch befanden sich diese nur in der Unterkörperkonstruktion, da bei ihm überwiegend auf eine große Beweglichkeit der Beine geachtet wurde. Er war 110 cm groß und wog 29 kg.

KHR-1

KHR-1, welcher im Januar 2002 fertiggestellt wurde, besaß hingegen auch 1 Freiheitsgrad im Rumpf und zusätzlich noch 4 pro Arm. Auch seine Abmessungen wurden gegenüber KHR-0 vergrößert. Er war nun 120 cm groß und besaß eine Masse von 48 kg. Er konnte stabil Laufen, wobei darauf geachtet worden war, dass er nur menschliche Bewegungen ausführen konnte (er konnte weder Rückwärtslaufen, noch konnte er sich Drehen, dafür konnte er Treppensteigen).

KHR-2

Sein Nachfolger KHR-2 hatte wiederum ein paar zusätzliche Funktionen. Er konnte als erster KAIST-Roboter teilweise Bewegungen unabhängig ausführen, wird aber dennoch teilweise ferngesteuert. Statt mit DOS lief er mit Microsoft Windows 2000 und konnte zusätzlich zu den Armen auch noch die Finger bewegen, von denen er als erster humanoider Roboter 10 unabhängig voneinander bewegen konnte. 2 weitere Freiheitsgrade sorgten nun dafür, dass er auch seinen Kopf bewegen konnte, darüber hinaus besaß er 2 Freiheitsgrade pro Auge, mit Hilfe deren er 2 CCD-Sensoren (1 pro Auge) unabhängig voneinander bewegen konnte. Außerdem konnte er gegenüber seinen Vorgängern nun auf unebenen Flächen laufen, dafür war es ihm nicht mehr möglich, Treppen zu bewältigen. Er wurde Anfang 2004 fertiggestellt, war 1,20 m hoch und wog 56 kg. Man konnte zusätzlich noch mit ihm mittels Sprache kommunizieren.

Hubo (KHR-3)

Der nächste Roboter ist der Januar 2005 fertiggestellte humanoide Roboter HUBO (Humanoider Roboter), der auch als KHR-3 bezeichnet wird. Überwiegend besaß er die gleichen Eigenschaften wie KHR-2, er besaß hingegen eine verbesserte Hülle, lief mit Microsoft Windows XP und seine Batterien hielten länger. Darüber hinaus besaß er noch ein paar weitere Verbesserungen. Wie sein Vorgänger standen ihm 2 Freiheitsgrade pro Auge, 2 im Nacken, 3 je Schulter, 1 pro Ellenbogen, 2 pro Hand plus 1 pro Finger, 1 im Rumpf, 3 je Hüfte, 1 pro Knie und 2 pro Fuß zur Verfügung, insgesamt also 41 zur Verfügung. Mit 1,25 m Höhe und 56 kg Masse hat er etwa die gleichen Ausmaße wie sein Vorgänger.
Die Entwicklung von Hubo kostete etwa 1.000.000 USD, was wesentlich weniger ist als die 300.000.0000 USD, die ASIMOs Entwicklung kostete.

Hubo FX-1

Der nächste Roboter der Hubo Labs, war diesmal kein humanoider Roboter, sondern glich eher einem sich bipedal vorbewegendem Rollstuhlersatz. Der 1,75 m große und 150 kg schwere Transport-Laufroboter verfügt über 3 Freiheitsgrade pro Hüftgelenk, 1 pro Kniegelenk und 2 pro Fuß und kann bis zu 100 kg schwere Personen und Gegenstände transportieren. Man kann ihn mittels eines Joysticks lenken, außerdem verfügt er über Sensoren und Stoßdämpfer, die die Fortbewegung etwas angenehmer machen. Er läuft ebenfalls mit Microsoft Windows XP und kann unter anderem als Rollstuhlersatz, Transportroboter oder dem Militär dienen.
Eine etwas kleiner, von Toyota entwickelt und hergestellte ist der Toyota Mountable, ein Toyota Partner Robot.

Albert Hubo

Der aktuelle humanoide Roboter der Hubo Labs ist Albert Hubo, welcher seit November 2005 zu sehen ist. Er funktioniert ebenfalls mit Microsoft Windows XP, ist 1,37 m groß und 57 kg schwer. Die Betriebszeit beträgt zwei Stunden und 30 Minuten.

Er besitzt genauso viele Freiheitsgrade wie KHR-3, plus 25 zusätzliche im Gesicht, in dem er eine Ganzkopfmaske von Albert Einstein trägt. Sie ist beweglich, so dass Albert Hubo sämtliche Mimik darstellen kann, beispielsweise Emotionen oder die passende Lippenbewegung zur Sprechwiedergabe. Er ist der erste Roboter überhaupt mit einer solchen menschenähnliche Ganzkopfmaske. Diese ist aus Frubber, welches auch des Öfteren in Hollywood zur Maskenbildung eingesetzt wird. Sie wurde von Hanson Robotics angefertigt.

Außerdem kann Albert Hubo Begrüßungsrituale wiedergeben und selbstständig von einem Punkt zu einem anderen laufen. Er soll später, wie auch einige andere Roboter, neben der Unterhaltung anderer Personen älteren und bedürftigen Menschen helfen. Außerdem ist geplant, dass er irgendwann Treppensteigen kann.

Huboway

Der Huboway ist ein Steh-Elektroroller, der einem Segway Personal Transporter gleicht. Mit einer Maximalgeschwindigkeit von 20 km/h ist er auch genauso schnell wie ein Segway. Der Bleiakkumulator ermöglicht es, etwa 2 bis 3 Stunden damit fahren zu können, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Er ist höhenverstellbar, 90 bis 130 cm und wird von 2 Gleichstromelektromotoren mit 1 kW Leistung angetrieben. Das Fußtrittbrett ist 34,2 mal 36 cm groß, der Wendekreisradius beträgt 0, wie auch beim Segway.
Neben Menschen kann der Huboway auch noch den humanoiden Roboter Hubo tragen, Ziel der Entwicklung ist unter anderem ein humanoider Roboter, der sich dann wie ein Segway fortbewegt, wie es heute schon der Toyota Rolling beherrscht.

Hubo 2

Hubo 2 ist eine 2009 erschienene neue Variante von Hubo (KHR-3), die sogar schon in Deutschland zu Besuch war (Hannover Messe 2009). Er ist 5 cm größer und 11 kg leichter als Hubo, besitzt allerdings „nur“ 40 Freiheitsgrade. Hubo 2 kann allerdings mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3,3 km/h rennen, sein Geh-Tempo liegt bei 1,4 km/h. Wie auch schon sein Vorgänger kann er Gegenstände greifen und Begrüßungsgesten (Handschütteln) ausführen. Darüber hinaus kann er „tanzen“ und beherrscht das Taijiquan.

Weblinks

• HUBO Labs (engl.)
• Hanson-Robotics (engl.)
• ornella.iwr.uni-heidelberg.de (PDF-Datei; 156 kB)