Dies ist ein Gastbeitrag. Die hier geäußerten Meinungen sind ausschließlich die des Autors und geben nicht die Positionen von wieder IEEE-Spektrum oder das IEEE.
Wenn uns die Geschichte des Disney-Geschichtenerzählens etwas gelehrt hat, dann ist es, die Macht eines großartigen Kumpels niemals zu unterschätzen. Auch wenn die Sidekicks nicht die Stars der Serie sind, bringen sie Leben und Energie mit und bringen die Geschichte auf wichtige Weise voran. Man kann sich Aladdin ohne den Dschinn oder Peter Pan ohne Tinkerbell kaum vorstellen.
In der Robotik nehmen jedoch Solo-Auftritte zu. Auch wenn mehrere Roboter zum Einsatz kommen, agieren diese meist parallel. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die meisten Roboter so konstruiert sind, dass es schwierig ist, direkt mit anderen Robotern zusammenzuarbeiten. Starre, solide Roboter sind reproduzierbarer und einfacher zu steuern, aber diese Konstruktionen verzeihen die Unvollkommenheiten und Ungleichheiten, die der Kontakt mit einem anderen Roboter mit sich bringt, sehr gut.
Die Zusammenarbeit von Robotern, insbesondere wenn sie über komplementäre Fähigkeiten verfügen, kann insbesondere im Bereich der Unterhaltungsrobotik spannende Möglichkeiten eröffnen. Bei Walt Disney Imagineering haben unsere Forschungs- und Entwicklungsteams an dieser Idee der Roboterkollaboration gearbeitet, und wir konnten das Ergebnis einer solchen Zusammenarbeit diese Woche in Shanghai zeigen, als eine kleine pelzige Figur die ersten Momente der Zusammenarbeit unterbrach Erstes Mal Zootopie landen.
Unser neuer Robotercharakter, Duke Weaselton, betrat im vergangenen Dezember zum ersten Mal die Bühne im Shanghai Disney Resort, schob eine lila Kabine vor sich her und dröhnte Popmusik. Wie im Video unten zu sehen ist, freute sich das Publikum darüber, wie er auf die Spitze der Kabine kletterte und versuchte, mit Josh D’Amaro, dem Präsidenten von Disney Experiences, über einen neuen Job zu verhandeln. Und natürlich einige neue Vorteile. Nach einigen Momenten des Manövrierens wurde Duke von den Crewmitgliedern Richard Landon und Louis Lambie sanft von der Bühne eskortiert.
Was auf den ersten Blick vielleicht nicht offensichtlich ist, ist, dass der Moment, den Sie gerade gesehen haben, nicht durch einen Roboter, sondern durch zwei ermöglicht wurde. Duke Weaselton ist der Star der Show, aber seine dynamischen Bewegungen wären ohne den Kiosk, der sein eigener, unabhängig betriebener Roboter ist, nicht möglich. Obwohl diese beiden Roboter sehr unterschiedlich sind, sind sie durch die Zusammenarbeit als ein einziges System in der Lage, Dinge zu tun, die keiner von ihnen alleine tun könnte.
Die Figur und der Kiosk vereinen zwei sehr unterschiedliche Arten von Bewegungen und schaffen so etwas mehr als die Summe ihrer Teile. Der Charakter ist ein ausdrucksstarker zweibeiniger Roboter mit einem übertriebenen, animierten Bewegungsstil. Es sieht fantastisch aus, ist aber nicht für eine robuste, zuverlässige Fortbewegung optimiert. Der Kiosk hingegen ist ein einfaches System auf Rädern, dessen Verhalten sehr vorhersehbar ist. Das ist zwar großartig für die Zuverlässigkeit, bedeutet aber, dass es Sie an sich wahrscheinlich nicht überraschen wird. Aber wenn wir diese beiden Roboter kombinieren, erhalten wir das Beste aus beiden Welten. Der Charakterroboter kann beim Hüpfen auf und neben dem Kiosk für unbändige, ungezügelte Energie und Spannung sorgen, während der Kiosk selbst dafür sorgt, dass beide Roboter zuverlässig an ihr Ziel gelangen.
Harout Jarchafjian, Sophie Bowe, Tony Dohi, Bill West, Marcela de los Rios, Bob Michel und Morgan Pope.Morgane Pape
Die Zusammenarbeit der beiden Roboter wird durch ihr robustes und flexibles Design sowie durch ihre Bewegungen ermöglicht, die ein hohes Maß an Unsicherheit aushalten und dennoch ein fesselndes Spektakel bieten. Dies ist ein direktes Ergebnis der Lehren aus einem früheren Roboter, der Anfang des Jahres auf der SXSW auf den Markt kam. Unsere Grundidee ist, dass ein kleiner, leichter Roboter überraschend belastbar sein kann und dass diese Robustheit ein neues Maß an kreativer Freiheit bei der Gestaltung und Durchführung einer Show ermöglicht.
Diese Robustheit erleichtert auch die Zusammenarbeit zwischen Robotern. Da der Charakterroboter robust ist und seine Motoren und Gelenke über eine gewisse Flexibilität verfügen, verursachen kleine Fehler bei der Platzierung und Haltung keine großen Probleme, wie dies bei einem konventionelleren Roboter der Fall sein könnte. Der Charakter kann sich auf den motorisierten Kiosk stützen, um die Illusion zu erzeugen, dass er ihn über die Bühne schiebt. Anschließend hebt der Kiosk die Figur mit einer Winde auf eine Plattform, wo Elektromagnete dabei helfen, ihre Füße zu stabilisieren. Im Wesentlichen gleicht der Kiosk die Tatsache aus, dass Duke selbst nicht klettern kann und ohne sicheren Stand etwas wackelig sein könnte. Das Gesamtergebnis ist ein frei geformter zweibeiniger Roboter, der sich auf natürliche und ansprechende Weise bewegt, aber keine besonders komplizierten Steuerungen oder eine sehr präzise mechanische Konstruktion erfordert. Hier ist ein Blick hinter die Kulissen unserer Entwicklung dieser Systeme:
Disney-Phantasie
Um die Bewegungen von Duke zu programmieren, verwendet unser Team eine ursprünglich für die SXSW-Demo entwickelte Animationspipeline, in der ein Designer den Roboter von Hand positionieren kann, um neue Bewegungen zu erstellen. Seitdem haben wir eine Schnittstelle entwickelt, die auch Bewegungen aus herkömmlichen Animationssoftwaretools unterstützen kann. Die Bewegungen können dann an die tatsächlichen physischen Einschränkungen der Roboter angepasst werden, und diese Informationen können an das Animationstool zurückgemeldet werden. Bei der Entwicklung von Animationen ist es wichtig, eine enge Synchronisierung zwischen dem Kiosk und der Figur aufrechtzuerhalten. Das System ist so konzipiert, dass die Bewegung der beiden Roboter stets koordiniert ist und gleichzeitig die Möglichkeit unterstützt, einzelne Roboter oder einzelne Teile des Roboters, wie Mund und Augen, flexibel zu animieren.
In den letzten neun Monaten haben wir verschiedene Arten kollaborativer Fortbewegungsansätze untersucht. Die folgenden GIFs zeigen einige frühe Versuche, Dreirad zu fahren, Skateboard zu fahren und eine Kiste zu schieben. In jedem Fall besteht die Idee darin, dass eine Roboterfigur schließlich mit einem anderen Robotersystem zusammenarbeitet, das dabei hilft, die Bewegungen dieser Figur auf stabile und wiederholbare Weise zum Leben zu erwecken.
Disney hofft, dass seine Roboterin Judy Hopps bald mithilfe eines Dreirads, einer Kiste oder eines Roboter-Skateboards neue Formen der Fortbewegung ermöglichen kann.Morgane Pape
„Diese Demo mit Duke Weaselton und seinem Stand ist nur der Anfang“, sagt Imaginary R&D Principal Tony Dohi, der das Projekt für uns leitet. „Letztendlich ist das, was wir heute gezeigt haben, ein wichtiger Schritt hin zu einer größeren Vision. Dieses Projekt legt den Grundstein für Roboter, die auf überraschende und emotional befriedigende Weise miteinander interagieren können. Heute ist es ein Charakter und ein Kiosk, aber in Zukunft wollen wir mehrere Charaktere haben, die miteinander und mit unseren Gästen interagieren können.
Walt Disney Imagineering R&D erforscht eine mehrgleisige Entwicklungsstrategie für unsere Roboterfiguren. Fesselnde Charakterdemonstrationen wie Duke Weasleton konzentrieren sich auf die schnelle Prototypisierung ganzer Erlebnisse mit sofort zugänglichen Techniken. Gleichzeitig entwickelt unsere Forschungsgruppe neue Technologien und Fähigkeiten, die als Bausteine sowohl für die Verbesserung bestehender Erlebnisse als auch für die Gestaltung und Bereitstellung völlig neuer Shows dienen. Einen dieser Bausteine, verkörpert in einer ausdrucksstarken und stilisierten Laufroboterfigur, stellte das Robotik-Team um Moritz Bächer im Oktober auf der IROS vor. Die demonstrierten Fähigkeiten könnten schließlich dazu genutzt werden, Robotern wie Duke Weaselton dabei zu helfen, flexibler, zuverlässiger und spektakulärer zu arbeiten.
„Authentische Persona-Demonstrationen sind nützlich, weil sie uns helfen herauszufinden, welche Tools für die Entwicklung am wertvollsten sind“, sagt Bächer. „Letztendlich ist es unser Ziel, Tools zu entwickeln, mit denen unsere Teams diese Shows schnell und effizient produzieren und liefern können.“ Dies geht auf die technische Grundidee zurück, die hinter dem Duke-Weaselton-Showmoment steckt: Zusammenarbeit ist der Schlüssel!
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