Westwood Robotics beschleunigt die Bereitstellung zuverlässiger humanoider Systeme

Die Robotik wagt den Sprung aus kontrollierten Umgebungen und hält Einzug in verschiedene Alltagsbereiche, z. B. in Lieferdienste, Produktionsstätten und Privathaushalte. In dem Maße, wie sich dieser Wandel beschleunigt, ändern sich auch die Erwartungen. Die Systeme müssen nicht nur funktionieren, sondern ihre Aufgaben genau und zu einem Preis erledigen, der die Bereitstellung in der Praxis rentabel macht.

Humanoide Roboter, die zu den komplexesten Produkten gehören, die derzeit entwickelt werden, stehen im Mittelpunkt dieser Umstellung. Diese Roboter erfordern eine enge Koordination zwischen mechanischer Konstruktion, Elektronik, Software und künstlicher Intelligenz (KI). Es genügt nicht, einfach eine Maschine zu bauen – sie muss ihr Gleichgewicht halten, ihre Umgebung mit fortschrittlicher Sensorik erfassen und in unvorhersehbaren Umgebungen zuverlässig funktionieren. Mit anderen Worten: Mechanische Systeme, Sensorik, Steuerung und KI müssen zu einer einzigen, physisch realisierbaren Einheit konvergieren.

Diese Konstruktionsherausforderung ist ein zentraler Bestandteil der Mission von Westwood Robotics, das im Jahr 2018 von ehemaligen führenden Mitgliedern des Robotics & Mechanisms Laboratory der UCLA (RoMeLa) gegründet wurde.

Westwood Robotics ist bekannt für die Entwicklung humanoider Roboter und propriozeptiver Aktuatoren – Sensoren, die kontinuierlich Position, Geschwindigkeit und Kraft messen und die Bewegung anhand dieser Daten anpassen. Unter den Vorzeigemodellen des Unternehmens sind unter anderem THEMIS, ein humanoider Allzweck-Roboter in Lebensgröße, und BRUCE, ein kleinerer humanoider Roboter in Kindergröße für Bildung und Forschung im MINT-Bereich, also für Wissenschaft, Technik, Ingenieurwesen, Kunst und Mathematik.

Die Entwicklung humanoider Roboter lotet die Grenzen der Machbarkeit von Konstruktionen aus. Konzepte, die in der Theorie elegant erscheinen, scheitern oft unter realen Bedingungen – z. B. an Herstellbarkeit, Kosten und struktureller Integrität. Der Gründer und CEO von Westwood Robotics, Xiaoguang Zhang, erklärt die Realität, mit der Ingenieure konfrontiert sind: „Es gibt immer Konzepte oder Entwürfe, die man im Kopf hat, die aber nahezu unmöglich oder zu kostspielig herzustellen sind. Konstruktionen müssen nicht nur herstellbar, sondern auch erschwinglich sein.“

Selbst wenn Konstruktionen gebaut werden können, kann die Validierung ein Hindernis sein.

„Sie haben ein wirklich tolles Design. Sie haben diese intelligenten Ideen. Aber einige Konstruktionen lassen sich einfach nicht widerstandsfähig genug bauen“, erklärt Zhang. „Sie müssen Änderungen daran vornehmen. Manchmal findet man sich einfach in einer Sackgasse wieder.“ Diese iterative Schleife – Konstruktion, Tests, Fehler und Verfeinerung – ist in der humanoiden Robotik von besonderer Bedeutung, wo Balance, Bewegung und die Interaktion mit der Umgebung gleichzeitig funktionieren müssen. 

Im Rahmen des SOLIDWORKS for Startups Programms gelang es Westwood Robotics, die Lücke zwischen Conceptual Design und der validierten Realität der Konstruktion zu schließen; Simulationen gehören zum Standard-Workflow des Unternehmens. „Mit SOLIDWORKS sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt. Wir simulieren [unsere Entwürfe] konsequent, bevor wir den nächsten Schritt wagen. Denn nur mit zuverlässiger Validierung haben wir die Sicherheit, unsere Ideen erfolgreich in die Realität umzusetzen.“

Diese enge Integration zwischen Konstruktion und Simulation spiegelt einen allgemeinen Wandel in der Robotik hin zu umfassenden Systemen wider, die Planung, Kontrolle und physische Machbarkeit vereinen. Mit SOLIDWORKS Design lässt sich eine ähnliche Philosophie auf Ebene der Produktentwicklung anwenden: Eine kontinuierliche Schleife zwischen Konstruktionsabsicht und validierter Leistung.

Westwood Robotics schätzt den nahtlosen Übergang zwischen Konstruktion und Simulation in SOLIDWORKS Design: „Bei der Konstruktion denkt man sich etwas im Kopf aus, und verwandelt es dann in ein echtes Teil“, erklärt Zhang. 

Westwood Robotics hat mit SOLIDWORKS Design fortschrittliche humanoide Roboter wie THEMIS und BRUCE konstruiert, die mit der realen Welt interagieren und sich dynamisch bewegen können. „Der humanoide Roboter THEMIS von Westwood Robotics wurde für die sichere Interaktion mit der Umwelt und für dynamische Bewegungen entwickelt, wie Gehen, Laufen und andere Manöver.

Unterstützende Technologien, wie die Trägheitsmessung mit hoher Frequenz, liefern das nötige Echtzeit-Feedback, um das System stabilisieren und steuern zu können. Das Ergebnis sind nicht nur funktionsfähige Prototypen, sondern skalierbare Umgebungen für Forschung und industrielle Nutzung. Westwood Robotics demonstriert fortschrittliche Bewegung, Motorik und Anpassungsfähigkeit – alles wichtige Voraussetzungen, um humanoide Roboter auch außerhalb kontrollierter Umgebungen einsetzen zu können.

SOLIDWORKS Design ist nicht nur ein Konstruktionswerkzeug, sondern ein wichtiger Wegbereiter für die Innovationen von Westwood Robotics. Zhang fasst zusammen: „Was ich über SOLIDWORKS denke: Es ist eines der wichtigsten Werkzeuge für die Entwicklung unseres Roboters. Ich würde in Panik geraten, wenn ich aufwachen und feststellen würde, dass ich [SOLIDWORKS] nicht mehr habe.“

Durch die enge Integration von Konstruktion und Simulation konnte Westwood Robotics Iterationszyklen reduzieren, Sackgassen frühzeitig vermeiden und Vertrauen in jede Konstruktionsentscheidung schaffen. In der Robotik sind physische Machbarkeit und die Leistung in Echtzeit untrennbar miteinander verbunden. Die Integration macht den Unterschied zwischen Theorie und funktionierenden humanoiden Systemen.