Jorgen Pedersen, Präsident und CEO, RE2 Robotics – Interview-Serie

Jorgen Pedersen, Präsident und CEO von RE2 Robotics, einem führenden Entwickler intelligenter mobiler Manipulationssysteme. Das Unternehmen ist darauf ausgerichtet, Manipulator-Arme mit menschlicher Leistung, intuitiven Roboter-Schnittstellen und erweiterten Autonomiefähigkeiten für den Einsatz in jeder Umgebung zu entwickeln. Durch die Verwendung von künstlicher Intelligenz, Computer-Vision und maschinellem Lernen können die innovativen Robotersysteme mit Menschen in der Schleife oder autonom je nach Anwendung betrieben werden.

Was hat Sie ursprünglich zur Robotik hingezogen?

Als ich auf der High School war, dachte ich, mein Lebensweg würde in der Kunst liegen. Dann kamen Filme wie “Top Gun” und “The Right Stuff”, die mich motivierten, erst ein Pilot und dann ein Astronaut zu werden. Mit meinem Ziel im Visier konzentrierte ich mich mehr auf Mathematik und Naturwissenschaften und bewarb mich an der Air Force Academy. Ich wurde nicht angenommen. Es war ein Schlag, aber ich ließ mich von dem “Cool-Faktor” im Alter von 18 Jahren leiten und kam bald auf die Idee, einen humanoiden Roboter ins All zu schicken, was das Nächste wäre. Also bewarb ich mich an Ingenieurschulen und wurde an der Carnegie Mellon University angenommen. Als ich dort war, fand ich bald das Robotics Institute. Innerhalb seiner Wände sah ich einige erstaunliche Roboter, darunter “Ambler”, einen riesigen Roboter, der auf dem Mars laufen würde; ich fand Dante, einen Roboter, der in einen Vulkan laufen würde; ich fand Navlab, einen der ersten Roboter, der autonom über die USA fuhr; und viele mehr. Ich war von diesem Zeitpunkt an gefesselt. Ich wusste, was ich tun wollte – Roboter bauen!

Bevor Sie RE2 Robotics gründeten, waren Sie Mitglied des National Robotics Engineering Center (NREC), einer Betriebsstätte innerhalb des Robotics Institute (RI) der Carnegie Mellon University, der größten Forschungs- und Entwicklungseinrichtung für Robotik der Welt. Können Sie Ihre Erfahrungen während dieser Zeit in der Geschichte der Robotik erörtern?

Es war eine Ehre, einer der ursprünglichen zwölf Personen zu sein, die die Türen des NREC öffneten und die Kommerzialisierung der Robotik jenseits der Fabrikhalle begannen. Ich wurde realen Problemen ausgesetzt, indem ich mit Kunden wie Caterpillar, New Holland (jetzt Case New Holland), Joy Mining und anderen zusammenarbeitete, um die grundlegende Robotikforschung, die aus der Universität kam, anzuwenden und zu beweisen, dass die Welt bereit für Robotik ist. Es lag an uns, die Skeptiker zu enttäuschen und einen kulturellen Wandel in Richtung einer Wahrnehmung der Robotik jenseits der Fertigung und des Materialtransports herbeizuführen. Es gab etwas Besonderes an diesen frühen Jahren und den Menschen, die das NREC in das verwandelten, was es heute ist. Ja, die frühen Mitglieder waren intelligent und motiviert, aber es gab eine Ebene von Entschlossenheit, die selten in einer Organisation so verbreitet ist. Es gab eine ansteckende Einstellung von Beharrlichkeit und Ressourcen, die uns dazu trieb, die Hardware umzudesignen, den Code noch einmal anzusehen oder aufgrund der Einschränkungen der Technologie von damals zu improvisieren.

Wann entstand die Idee, RE2 Robotics zu gründen?

Ich verließ das NREC im Jahr 2000, um einem Robotik-Start-up-Unternehmen beizutreten, das sich auf industrielle Bodenreinigung mit Robotern konzentrierte. Obwohl ich viel über die Kommerzialisierung von Robotern lernte, kämpfte das Unternehmen und ich entschied mich, meine Ziele anderswo zu setzen, aber ich wusste nicht, wo. Als ich herauszufinden versuchte, was ich als Nächstes tun sollte, beschloss ich, wieder als Berater für das NREC zu arbeiten. Um dies zu tun, gründete ich ein Unternehmen namens “Robotics Engineering Excellence” oder “RE2” für kurze Zeit, das in den ersten fünf Jahren am NREC inkubiert wurde. Ich wusste wenig, dass das “vorübergehende” Robotik-Engineering-Unternehmen, das 2001 gegründet wurde, zu einem führenden Anbieter intelligenter mobiler Manipulationssysteme werden würde.

RE2 Robotics hat sich entschieden, sich ausschließlich auf Roboterarme und nicht auf Roboter im Allgemeinen wie der Konkurrent Boston Dynamics zu konzentrieren. Warum wurde diese Kernausrichtung gewählt?

Während der ersten fünf Jahre unseres Bestehens war RE2 tatsächlich ein Vertrags-Engineering-Unternehmen, das dem NREC diente und viele schwierige Probleme löste, darunter das DARPA-Perception-for-Off-Road-Mobility-Programm. Über die Überwindung technischer Herausforderungen hinaus wusste ich, dass ich sehen wollte, dass die Roboter, die wir entwickelten, in der realen Welt eingesetzt wurden. Mit diesem Ziel gewannen wir unsere erste Small Business Innovation Research (SBIR)-Förderung vom Verteidigungsministerium. Das Thema konzentrierte sich auf die Entwicklung kleiner, leichter, modularer Roboterarme für die unbemannten Bodenfahrzeuge (UGVs), die im Irak und in Afghanistan für die Fernentschärfung von IEDs eingesetzt wurden. Die Idee, Leben durch die Verwendung von Robotik zu retten, war mir ansprechend. Darüber hinaus bestand ein dringender Bedarf an dieser Technologie, was bedeutete, dass ich wusste, dass wir unsere Technologie in naher Zukunft einsetzen könnten. Schließlich zeigte dieses erste SBIR-Programm einen Mangel auf dem Markt auf – es gab keine starken mobilen Manipulationsangebote. Die meisten mobilen Roboterunternehmen konzentrierten sich auf die Bewegung durch und die Wahrnehmung der Welt. Wenige konzentrierten sich auf die physische Interaktion mit der Welt. Warum? Die Manipulation der physischen Welt ist schwierig. Roboterarme sind in der Regel um ein Vielfaches komplexer als die mobile Plattform, auf der sie montiert sind. Im Laufe der Zeit haben wir die physischen Designs zu nahezu menschlicher Leistungsfähigkeit weiterentwickelt. Heute setzen wir die künstliche Intelligenz (KI) und die Computer-Vision-Algorithmen fort, die eine Automatisierung fast überall auf dem Planeten ermöglichen.

Eines der Dual-Arm-Systeme von RE2 Robotics wird für die Reinigung im Fukushima-Dai-Ichi-Kernkraftwerk in Japan eingesetzt. Können Sie einige der einzigartigen Herausforderungen bei der Entwicklung eines Roboters für diese Art von Umgebung erörtern?

Wir haben tatsächlich nie einen Roboter für radiologische Umgebungen entwickelt. Wir entwickelten ein humanoides Robotersystem namens Highly Dexterous Manipulation System (HDMS), das für die Montage auf kleine UGVs gedacht war, die von Explosive Ordnance Disposal (EOD)-Teams zur Entschärfung von Bedrohungen wie IEDs eingesetzt wurden. Die militärischen Anforderungen verlangten jedoch, dass HDMS in der Lage sein musste, große Temperaturschwankungen zu überstehen, mit widrigen Wetterbedingungen umzugehen, Schock und Vibration zu bewältigen usw. Es stellte sich heraus, dass die strengen Anforderungen, die von der US-Armee auferlegt wurden, ein System geschaffen haben, das sogar in Fukushima standhalten kann. Das System ist jetzt seit über einem Jahr und acht Monaten in Betrieb.

RE2 Robotics entwickelt beeindruckende Roboter, die im Ozean eingesetzt werden können, um Wasserbomben und Minen zu entschärfen. Abgesehen von den korrosiven Auswirkungen einer langfristigen Salzwasseraussetzung, was sind einige der anderen Herausforderungen, die Roboter-Entwickler überwinden müssen?

Unser Maritime Dexterous Manipulation System (MDMS) ist für den Einsatz in flachen und tiefen Ozeanwassern konzipiert. Die Entwicklung einer elektromechanischen Lösung, die in tieferen Gewässern funktioniert, erfordert spezielle Ingenieurkonstruktionen, um mit den enormen Drücken umzugehen, die unter 100 Metern unter dem Meeresspiegel auftreten. Darüber hinaus mussten wir aufgrund der Tatsache, dass unsere Arme auf unbemannten Unterwasserfahrzeugen (UUVs) montiert sind, die dynamischen Auswirkungen berücksichtigen, die die Arme auf das UUV bei der Schwimmbewegung und der physischen Interaktion mit der Umgebung haben. Als Ergebnis ist MDMS neutral aufgeladen, was bedeutet, dass die Arme im Wasser gewichtslos sind.

Welches der verschiedenen Arten von Roboterarmen, die von RE2 Robotics entwickelt wurden, finden Sie persönlich am beeindruckendsten?

Das ist eine schwierige Frage für mich. Die Tatsache, dass MDMS eine menschliche Leistung in tiefem Ozeanwasser bietet, ist sehr beeindruckend, aber der Roboterarm, den wir vor zehn Jahren für das Navy-Advanced-EOD-Robotic-System-Programm (AEODRS) entwickelten, war für mich am beeindruckendsten. Dieser Arm hatte vier Freiheitsgrade, einen Greifer und einen eingebetteten Manipulator-Controller, alles in einem 4-Pfund-wetterfesten, energiesparenden Gehäuse, das mehr als sein eigenes Gewicht bei voller Ausdehnung heben und dieses Gewicht mit 120 Grad pro Sekunde bewegen konnte. Dies war eine ingenieurtechnische Leistung, die die Grenzen dessen, was möglich ist, verschob. Als Ergebnis haben die Roboterarme von RE2 seit der Erprobung dieses Konzepts mit diesem ersten Navy-Arm weiterhin unglaubliche Kraft-Gewicht-Verhältnisse in einem robusten Paket mit integrierter Intelligenz.

Aktuell umfasst der größte Teil Ihres Marktes militärische Anwendungen wie die Entschärfung von Minen. Welche anderen vertikalen Märkte wird RE2 Robotics in Zukunft erschließen?

Im Jahr 2018 erweiterte RE2 seinen Einflussbereich und wendete seine intelligente mobile Manipulation auf andere vertikale Märkte an, darunter die Luftfahrt und die Medizin. Heute ist RE2 zu 70 % kommerziell und zu 30 % defensiv, obwohl die Verteidigungseinnahmen seit 2018 ebenfalls gestiegen sind. Obwohl wir derzeit keine spezifischen Details über unsere kommerzielle Arbeit öffentlich bekannt geben können, wendet RE2 auf hohem Niveau sein Manipulations-Know-how für den Einsatz in Operationsrobotern sowie für die Wartung von Flugzeugen an. RE2 bewertet weiterhin Märkte, die Automatisierung in Bereichen benötigen, in denen bisher nur Menschen eingesetzt werden konnten, um die Produktivität zu steigern, Menschen aus Gefahrenbereichen fernzuhalten, die Qualität zu verbessern oder als Multiplikator zu dienen.

Gibt es noch etwas, das Sie über RE2 Robotics teilen möchten?

Fast 20 Jahre lang hat RE2 die Grenzen dessen, was physikalisch möglich ist, im Bereich der Roboterarme, erweitert. Die Arme von RE2 wurden von Grund auf entwickelt, um nahezu menschliche Leistung in einem kompakten Design zu bieten, das dorthin gehen kann, wo Menschen hingehen. Heute setzen wir durch die Anwendung von Computer-Vision, maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz auf unsere Technologie die Grenzen dessen, was mit mobiler Manipulation möglich ist, fort. Unser Computer-Vision-Modul, RE2 Detect, gibt unseren Systemen die Fähigkeit, die Welt wahrzunehmen. RE2 Intellect, unser autonomes Autonomie-Modul, ermöglicht es unseren Systemen, zu verstehen und zu interpretieren, was sie sehen, und Objekte in Innen- und Außenbereichen autonom zu manipulieren.

Vielen Dank für das großartige Interview. Ich freue mich darauf, Ihre Fortschritte zu verfolgen. Leser, die mehr erfahren möchten, sollten RE2 Robotics besuchen.