Humanoid Robots Experience Lab

Mit dem Humanoid Robots Experience Lab schafft das Fraunhofer IOSB in Karlsruhe eine Plattform, um Potenziale, Grenzen und konkrete Einsatzszenarien humanoider Roboter außerhalb klassischer Produktionsumgebungen systematisch zu untersuchen.

Im Fokus stehen Anwendungen in sicherheitskritischen, dynamischen und menschenzentrierten Umgebungen – etwa in Verteidigung, ziviler Sicherheit, urbaner Infrastruktur, Katastrophenschutz und Bauwesen – sowie das Zusammenspiel humanoider Roboter mit Menschen und weiteren Robotersystemen in hybriden Teams.

Gemeinsam mit Partnern aus Behörden, Industrie und Forschung entwickeln, demonstrieren und bewerten wir Use Cases, Technologien und Integrationskonzepte für den verantwortungsvollen Einsatz humanoider Robotersysteme.

Steckbrief HREL Karlsruhe:

• Anwendungsfokus: Wir betrachten humanoide Roboter dort, wo klassische Automatisierung an Grenzen stößt – in unstrukturierten, gefährlichen oder schwer zugänglichen Umgebungen, welche bisher dem Menschen vorbehalten sind.
• Use-Case-Entwicklung und Bewertung: Gemeinsam mit Anwendern identifizieren wir realistische Einsatzszenarien, bewerten technische Machbarkeit, operationellen Mehrwert, Sicherheitsanforderungen und Integrationsaufwand.
• Erprobung in relevanten Szenarien: Das Lab ermöglicht anwendungsnahe Tests für Aufgaben wie Inspektion, Erkundung, Manipulation, Logistikunterstützung, Remote Operation, Mensch-Roboter-Interaktion und Arbeiten in urbanen oder baustellenähnlichen Umgebungen.
• Sicherheits- und Resilienzperspektive: Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf Einsätzen in Verteidigung, ziviler Gefahrenabwehr, kritischer Infrastruktur, Katastrophenschutz und urbanen Einsatzräumen.
• Intuitive Mensch-Roboter-Interaktion: Aufmerksamkeits-, Aktivitäts- und Umgebungserfassung machen perspektivisch proaktive Unterstützung von Menschen im Alltag möglich.
• Technologie- und Systemkompetenz: Das Fraunhofer IOSB bringt Expertise in Sensorik, Perzeption, Autonomie, Lagebild, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Robotik, KI und sicherheitskritischen Systemen ein.
• Transferplattform für Partner: Das Experience Lab dient als Demonstrations-, Evaluations- und Austauschplattform für Bedarfsträger, Unternehmen, Forschungseinrichtungen und öffentliche Auftraggeber.

Das HREL am Standort Lemgo adressiert humanoide Robotik als Schlüsseltechnologie für flexible, lernfähige Automatisierung in der industriellen Produktion. Im Fokus stehen Manipulations- und Handling-Aufgaben in produktionsnahen Umgebungen, bei denen humanoide Roboter ihre körperliche Vielseitigkeit, mobile Einsatzfähigkeit und menschenähnliche Interaktions- und Greifmöglichkeiten ausspielen können.

Wir erforschen KI-basierte Roboterfähigkeiten für Wahrnehmung, Planung und Handlungsausführung, insbesondere durch Imitationslernen, Reinforcement Learning und das Training in hochrealistischen physikalischen Simulationen wie NVIDIA Isaac Sim oder MuJoCo mit anschließendem Transfer auf reale Systeme.

Ziel ist es, humanoide Robotik nicht nur als Demonstrator-Technologie, sondern als praktisch nutzbare Automatisierungslösung für industrielle Anwendungen zugänglich zu machen. Dazu unterstützt das HREL am Standort Lemgo produzierende Unternehmen und insbesondere KMUs durch Konzeptstudien, Workshops, Machbarkeitsanalysen und anwendungsnahe Entwicklungsdienstleistungen im Bereich KI-Robotik und humanoide Robotik.

Steckbrief:

• Schwerpunkt: Objektmanipulation (Montage, Demontage) und Handling mit humanoiden Robotern
• Technologischer Fokus: KI-Robotik und lernfähige humanoide Robotersysteme
• Lernmethoden: Reinforcement Learning, Imitationslernen, Human-in-the-Loop-Learning, Hybride Ansätze
• Simulation: Training von KI-Modellen in hochrealistischen physikalischen Simulationen (digitale Zwillinge), insbesondere mit NVidia IsaacSim, MuJoCo
• Ziel: einfaches Engineering von Fähigkeiten und Skills für Humanoide Roboter
• Transfer: Bereitstellung der entwickelten Lösungen für Unternehmen aus dem Produktionsumfeld
• Zielgruppen: insbesondere produzierende Unternehmen und KMUs

Humanoide Robotik eröffnet neue Möglichkeiten für Assistenz-, Inspektions- und Manipulationsaufgaben in komplexen realen Einsatzumgebungen. Am Standort Ilmenau adressieren wir insbesondere die Vernetzung humanoider Systeme mit digitalen Infrastrukturen, Sensorplattformen und autonomen Systemen sowie robuste Navigation und physische Interaktion.

Langfristig sollen so vernetzte Robotersysteme autonome Aufgaben etwa in der Landwirtschaft und kommunalen Daseinsvorsorge übernehmen.

Unsere Schwerpunkte:

• KI-Methoden für datengetriebenes Lernen, Wahrnehmung und autonome Interaktion
• Vernetzung mit Sensor-, Infrastruktur- und Leitstellensystemen
• Simulationsgestützte Entwicklung und Sim2Real-Transfer
• Reallabor zur praxisnahen Erprobung und Validierung in landwirtschaftlichen, kommunalen und sicherheitsrelevanten Anwendungsszenarien