Die Bedienung des Tabl-O-bot ist kinderleicht: Um den Roboter verläuft ein beweglicher Sensorgürtel, über den er gesteuert werden kann. Dreht der Bediener den Gürtel, wendet sich Tabl-O-bot automatisch mit. Damit wird der Roboter auf die Zielperson ausgerichtet und mit einem Knopfdruck auf den Weg gebracht. Über das integrierte Bluetooth-Interface ist Tabl-O-bot zudem über ein Handy oder ein Notebook fernsteuerbar.

Um sich sicher auf Tischen bewegen zu können, besitzt Tabl-O-bot eine Vielzahl von Sensoren. Durch die in der Front und Seite angebrachten Ultraschallsensoren erkennt er Hindernisse und umfährt diese. Dabei stellen auch durchsichtige Hindernisse wie Flaschen oder Gläser kein Problem dar. Damit der Tabl-O-bot nicht vom Tisch fällt, sind an seiner Unterseite Infrarotsensoren angebracht, welche die Tischkante erkennen können. So ausgestattet fährt der kleine Tischbutler zielsicher eine Person nach der anderen an, weicht auf dem Weg dorthin Hindernissen aus und stoppt an der Tischkante.

Hat die Größe eines Tabletts: Der etwa 1 kg schwere Tabl-O-bot.

Weitere Sensorik verbirgt sich unter der Ladefläche: Eine Wägezelle misst, ob der Roboter beladen ist oder nicht. Unter der Ladefläche befindet sich zudem seine Steuerung. Ein Mikrocontroller übernimmt die Auswertung der Sensorsignale, die Berechnung des zu fahrenden Wegs und die Ansteuerung der Motoren. Von diesen besitzt Tabl-O-bot zwei, wodurch er nahezu alle beliebigen Bahnen abfahren oder sich auf der Stelle drehen kann. Die in den Motoren integrierten Rad-Encoder helfen dabei, den Roboter auf seiner Bahn zu halten. Die Energieversorgung übernimmt ein Lithium-Ionen-Akku. Dieser kann über eine Buchse an der Seite des Roboters aufgeladen werden und hält mehrere Stunden.

Trotz der großen Anzahl an Funktionen und Sensoren ist der Roboter preiswert herzustellen. Durch den Einsatz kostengünstiger Komponenten und ausgefeilter Algorithmen soll das künftige Serienprodukt deutlich unter 100 Euro kosten. Neben interessierten Anwendern für eine Pilotinstallation des Roboters sucht das Fraunhofer IPA zudem Partner, die Tabl-O-bot in Serie produzieren.

Essentiell für elektronische Butler und Industrieroboter – die Feinmotorik

Eine Grundvoraussetzung, um zukünftige Serviceroboter erfolgreich in Alltagsumgebungen einsetzen und den Arbeitsraum von Industrierobotern erheblich erweitern zu können, ist die koordinierte mobile Manipulation. Zum Öffnen einer Tür ist es zum Beispiel notwendig, mehrere über verschiedenen Rechner verteilte Regler präzise zu synchronisieren. Nur so können die erforderliche Bahngenauigkeit erreicht und Schäden an Roboter und Einrichtung vermieden werden. Der Care-O-bot-3 beispielsweise, ein ebenfalls am Fraunhofer IPA entwickelter Serviceroboter, verfügt über 27 Motoren, die synchron anzusteuern sind.

Der Job eines Kellners erfordert Balance und eine gesunde Motorik. Ähnliche Aufgaben sollen in Zukunft auch von Robotern wie dem Care-O-bot-3 übernommen werden.

Nachdem Care-O-bot-3 seine Fähigkeit als interaktiver Butler bereits unter Beweis gestellt hat, haben sich die Forscher des Fraunhofer IPA in den letzten Monaten dem Problem der synchronen mobilen Manipulation am Beispiel einer koordinierten Türdurchfahrt gewidmet. Dabei sind diese Arbeiten nicht nur für den Serviceroboter-Einsatz im häuslichen Umfeld relevant. "Im Wesentlichen geht es um eine praktisch unbegrenzte Erweiterung des Arbeitsraums von Industrierobotern", erklärt Alexander Bubeck, der am Fraunhofer IPA für das Thema der mobilen Manipulation zuständig ist. "Stellen Sie sich vor, Sie wollen Brückenteile oder Elemente von Windkraftanlagen verschweißen. Dann stoßen Sie mit herkömmlichen Robotern sehr schnell an Grenzen. Die Roboterarme haben eben nur eine gewisse Reichweite. Kann man Arm und mobile Basis synchron bewegen, sind prinzipiell dutzende Meter lange, präzise Schweißnähte möglich."

Dazu haben die Wissenschaftler ein echtzeitfähiges Kommunikationsnetz zwischen mehreren verteilten Reglern realisiert. Im Millisekunden-Takt senden sich die Rechner Zustandsinformationen zu, gleichen ihre gegenwärtigen Berechnungen miteinander ab und synchronisieren so die Bewegungen des gesamten Systems. Ermöglicht wird das durch den Einsatz spezieller, echtzeitfähiger Betriebssysteme und Kommunikationsroutinen. Zusätzlich erfassen eigens entwickelte Algorithmen mögliche Abweichungen, sagen deren zeitliche Entwicklung voraus und leiten notwendige Gegenmaßnahmen ein. So werden äußerst präzise Bewegungen möglich.