Humanoider Roboter: Digit trägt Lasten gemeinsam mit Menschen durch Kurven

Wissenschaftler haben ein neuartiges Steuerungsframework vorgestellt, mit dem ein humanoider Roboter gemeinsam mit einer menschlichen Person Lasten transportieren kann.

Wie aus einem Bericht von Ende Oktober 2026 hervorgeht, gelang es dem System in praktischen Versuchen, ein Objekt partnerschaftlich mit einem Menschen zu tragen. Die Bewegungskoordination funktionierte dabei sowohl auf geraden Strecken als auch in Kurven und entlang halbkreisförmiger Bahnen.

Dreistufige Architektur für stabile Bewegungsabläufe

Der technische Aufbau des entwickelten Frameworks gliedert sich in drei zentrale Komponenten, die das Zusammenspiel zwischen Mensch, Maschine und transportierter Fracht regeln.

Die oberste Ebene bildet ein sogenannter High-Level-Planer, der dynamisch machbare Fußschrittpläne berechnet. Dieses Planungsmodul kombiniert ein erweitertes inverses Pendelmodell (Interaction Linear Inverted Pendulum, I-LIP) mit einem Admittanzmodell sowie Methoden der modellprädiktiven Regelung, um unmittelbar auf Richtungsänderungen und Krafteinwirkungen des menschlichen Partners zu reagieren.

Darauf aufbauend setzt das System eine adaptive Steifigkeitsmodulation ein. Dieser Mechanismus sorgt dafür, dass sich das Gesamtsystem stabil auf eine definierte Soll-Relativkonfiguration einpendelt. Konkret wird dabei fortlaufend der relative Abstand zwischen dem getragenen Objekt und dem Schwerpunkt des humanoiden Roboters geregelt, um Haltungsfehler auszugleichen und das Gleichgewicht während der Bewegung beizubehalten.

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Als dritte Säule dient ein Ganzkörperregler, der auf quadratischer Programmierung (QP) basiert. Dieser Controller verarbeitet die gekoppelte Dynamik, die sich aus dem Eigengewicht des humanoiden Roboters und der gemeinsam getragenen Last ergibt, und übersetzt die Steuerungsbefehle verzögerungsarm in die jeweiligen Gelenkbewegungen.

Praxistests auf der Digit-Plattform

Die Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde nicht nur in theoretischen Modellen simuliert, sondern in Realexperimenten validiert. Als Versuchsträger diente den Forschern die humanoide Plattform Digit. Während der Testläufe zeigte sich, dass die Maschine auch bei komplexeren Manövern, wie dem Durchlaufen von Kurvenradien, synchron mit der führenden Person Schritt halten konnte.

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Zusätzlich zu den Steuerungsalgorithmen führte das Forschungsteam eine neue Effizienzmetrik ein. Dieses Messverfahren dient dazu, sowohl die eigentliche Aufgabenleistung als auch die Qualität der Koordination zwischen den beteiligten Akteuren objektiv zu bewerten und die Güte der Mensch-Roboter-Kollaboration messbar zu machen.