Xiaomi hat am 27. Oktober über seinen offiziellen Technik-Account eine bionische Roboterhand für industrielle Einsatzszenarien vorgestellt. Die Eckdaten kommen auf einen Schlag: 21 Freiheitsgrade, 26 Motoren im Hybridantrieb und hochdichte Tastsensorik mit 1.500 Punkten über die gesamte Handfläche. Die Griffkraft wird über den Hybridantrieb und eine Zugkraftregelung der Sehnenseile gesteuert. Xiaomi sagt nicht, an welchem Roboter die Hand montiert ist, und nennt weder einen Serienstart noch einen Preis.
Eine Hand, rückwärts aus dem Autowerk entwickelt
Der Ursprung der Anforderungen ist konkreter als die Parameter selbst. Das Pilotzentrum der intelligenten Fertigung bei Xiaomi Auto hat 2.579 SOPs (Standardarbeitsanweisungen) aus 16 typischen Fertigungsabschnitten eines Autowerks zusammengetragen. Das Team wählte daraus 1.827 für Datenerfassung und Validierung aus; nach Angaben von Xiaomi deckt der Motion-Capture-Datensatz mehr als 70,8 % der manuellen Arbeitsschritte typischer Abschnitte ab.
Die erfassten Bewegungsdaten wurden klassifiziert, in Segmente geschnitten, bereinigt und auf die Roboterhand übertragen (Retargeting) und anschließend in Analysen und Simulationen mit Daten der menschlichen Hand verglichen. Auch die im Werk tatsächlich verwendeten Werkzeuge, Teile und Materialien wurden als Simulationsobjekte nachgebaut, um Greifversuche aus mehreren Blickwinkeln durchzuführen.
Beim Tastsinn liegt die Auflösung an Fingerspitze, Fingerkuppe und Fingerwurzel bei 1 Millimeter, in der Handfläche bei 2 Millimetern. Die Tasthaut ist austauschbar; Xiaomi betont, das erleichtere die Wartung und ermögliche zugleich, Tastdaten zu erfassen, die zur menschlichen Hand strukturgleich sind. Das Konzept knüpft an den taktilen Handschuh an, den Xiaomi zuvor entwickelt hat; auch Wärmeableitung und die Tastsensorik der gesamten Handfläche wurden systematisch optimiert. Xiaomi nennt diese Linie „maximale Bionik“.
Die 70,8 % nachgerechnet
Teilt man die beiden veröffentlichten Zahlen, ergibt sich 1.827 ÷ 2.579 ≈ 70,84 % – fast exakt der Wert, der als „Abdeckung von mehr als 70,8 % der Arbeitsschritte“ genannt wird. Die grobe Schlussfolgerung: Die Abdeckungsquote ist sehr wahrscheinlich nach Anzahl der SOPs berechnet, also als Anteil der ausgewählten an allen Anweisungen.
Diese Berechnungsweise hat Grenzen. Eine SOP kann ein zehnsekündiges Schrauben sein oder eine mehrminütige Kabelbaummontage; eine nach Stückzahl berechnete Abdeckung weicht stark von einer nach Arbeitszeit oder Bewegungsschwierigkeit ab. Welche Art von SOPs unter den knapp 30 Prozent nicht ausgewählt wurde – zu schwierig, zu selten oder gar nicht für die Hand gedacht –, hat Xiaomi nicht erklärt.
Eine weitere Rechnung betrifft die Differenz zwischen Motoren und Freiheitsgraden: 21 Freiheitsgrade bei 26 Motoren, also fünf mehr. Zusammen mit der Beschreibung „Hybridantrieb plus Zugkraftregelung der Sehnenseile“ wäre denkbar, dass einige Gelenke direkt von Motoren angetrieben werden, andere über Sehnenseile, deren Spannung zusätzliche Motoren einstellen. Das ist nur eine Vermutung auf Grundlage der öffentlichen Beschreibung; eine konkrete Aufteilung des Antriebs hat Xiaomi nicht veröffentlicht.
Zuerst für die eigene Fabrik
Etliche Teams in China arbeiten an Roboterhänden, die meisten steigen mit allgemeinen Greifdemos ein und zeigen Bewegungen wie das Aufheben eines Eis, das Drehen eines Stifts oder das Öffnen eines Flaschendeckels. Xiaomi wählt diesmal einen anderen Ausgangspunkt: Zuerst werden die Arbeitsplätze im eigenen Autowerk eingegrenzt, dann wird aus den dortigen Bewegungen abgeleitet, wie viele Freiheitsgrade die Hand braucht und wie fein der Tastsinn sein muss. Der Vorteil: klare Anforderungen, kontrollierbare Datenquellen und ein Testgelände im eigenen Werk.
Der Preis dafür ist, dass sich die Verallgemeinerbarkeit derzeit nicht beurteilen lässt. Die Greifobjekte in der Automontage sind relativ festgelegt, Größe, Gewicht und Material der Teile sind aus Zeichnungen bekannt; in der Logistiksortierung oder im Haushalt sind die Gegenstände höchst unterschiedlich. Wie weit sich ein aus SOPs abgeleitetes Design dorthin übertragen lässt, müssen künftige Daten zeigen.
Die austauschbare Tasthaut ist eine eher ingenieurgetriebene Entscheidung. In einer Fabrik greift eine Hand täglich Tausende Male zu, Verschleiß der Tastschicht ist normal; ob sich die Haut an der Linie schnell wechseln lässt, wirkt sich direkt auf die Stillstandzeit aus. Dass Xiaomi „leichte Wartung“ in die Veröffentlichung aufgenommen hat, zeigt, dass es an den Dauerbetrieb denkt.
Bislang veröffentlicht Xiaomi lediglich „Forschungsergebnisse“ und nennt keine Produktionskennzahlen wie Greiferfolgsquote, Taktzeit oder Dauerlaufzeit. Wie weit die Hand noch vom regulären Einsatz in der Werkhalle entfernt ist, lässt sich den öffentlichen Informationen nicht entnehmen.
Quellen: offizieller Technik-Account von Xiaomi, IT Home, Sina Tech, CocoLoop; Freiheitsgrade, Motorenzahl, Tastpunkte und SOP-Anzahl gemäß den Angaben von Xiaomi.