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Wie viele Ingenieure sagt Sarah Downs, dass sie seit ihrer frühen Kindheit wusste, dass sie eine Karriere in einem MINT-Beruf anstreben wollte. Als Teenager entdeckte sie die Robotik durch das First-Lego-League-Team ihrer Mittelschule in Tulsa, Oklahoma, und verliebte sich in dieses Fachgebiet, erzählt sie. Downs nahm von 2014 bis 2016 am internationalen Robotik-Programm teil.Die PBS-Sendungen über die NASA-Marsrover Spirit und Opportunity sowie die Live-Übertragung des Starts des Curiosity-Rovers im Jahr 2011 inspirierten die Teenagerin, von einer Karriere bei der NASA zu träumen.Sarah DownsMITGLIEDSSTUFEGraduate-StudentenmitgliedUNIVERSITÄTTexas A&M University in College StationSTUDIENFACH ElektrotechnikIn diesem Jahr verwirklichte die IEEE-Graduate-Studentin diesen Traum. Für ihr Abschlussprojekt als Kandidatin für einen Master-Abschluss in Elektrotechnik an der University of Tulsa arbeitete sie an einem Algorithmus in Zusammenarbeit mit der NASA und der US-Luftwaffe.Der von ihr entwickelte Algorithmus ermöglicht es einem Roboter, der Satelliten im Weltraum zusammenbaut, eine Antenne an der richtigen Stelle einzusetzen, und löst damit das klassische Roboter-Problem des Einführens eines Zapfens in ein Loch.Jetzt ist Downs Doktorandin für Elektrotechnik an der Texas A&M University in College Station und setzt ihre Forschung zur Satellitenmontage und -manipulation fort „aber in einem viel größeren Maßstab", wie sie sagt.Einer Kindheitsleidenschaft folgenDowns wuchs in der Nähe von Tulsa auf. Ihr Vater, der 2015 im Alter von 13 Jahren an einem Herzinfarkt starb, war Sicherheitsberater in der Öl- und Gasbranche. Ihre Mutter blieb zu Hause, um sich um ihren Bruder zu kümmern, der Autismus hat. Nach dem Tod ihres Vaters ging ihre Mutter wieder auf die Universität, um einen Bachelor-Abschluss in Betriebswirtschaft zu erwerben, damit sie die Familie unterstützen konnte.„Wir hatten nicht viel Einkommen, und meine Mutter machte sich immer Sorgen um Geld", sagt Downs. „Das hat mich mehr dafür sensibilisiert, eine erfolgreiche Karriere zu haben, finanziell gesehen."Von da an war eine ordentliche Vergütung zur Unterstützung der Familie bei jeder Überlegung an ihre zukünftige Karriere ganz oben auf ihrer Liste.Indem sie eine Karriere in der Robotik anstrebt, sagt sie, kann sie ihrer Leidenschaft folgen und gleichzeitig finanzielle Sicherheit erlangen.In der High School trat Downs dem First-Robotics-Club bei, wo sie sich zu den elektrischen Komponenten hingezogen fühlte, die in den Maschinen verwendet wurden, die sie und ihre Mitschüler bauten.Während ihrer letzten beiden Jahre an der High School nahm sie an einem Erweiterungsprogramm an der Tulsa Tech teil, einer Berufsschule. Sie verbrachte die Hälfte des Tages mit High-School-Kursen und die andere Hälfte mit Ingenieurkursen an der Berufsschule.Nach ihrem Abschluss im Jahr 2020 nahm sie Stipendien an, um die University of Tulsa zu besuchen. Sie begann ihr Freshman-Jahr an der UTulsa, ohne zu wissen, ob sie Elektrotechnik oder Maschinenbau studieren wollte, sagt sie und fügt hinzu, dass ihre Liebe zur Arbeit mit kleinen Systemen ihr bei der Wahl der Elektrotechnik geholfen habe.Für ihr Abschlussprojekt im Hauptstudium entwarfen sie und zwei ihrer Mitschüler eine Mondlandefähren-Ausstellung für das Tulsa Air and Space Museum. Sie erstellten ein interaktives Spiel, das Missionen auf Mond- und Marsflächen simuliert. Vier Himmelskörper – der Mond, die Venus, der Mars und der Titan – werden auf drei Computermonitoren angezeigt. Mit einem Gamecontroller können Museumsbesucher die virtuelle Oberfläche jedes Himmelskörpers erkunden. Die Ausstellung ist noch zu sehen.Downs erwarb ihren Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik im Jahr 2024 und setzte ihre Ausbildung im Master-Studiengang für Elektrotechnik an der Universität fort.Sowohl komplizierter als auch einfacher als die Leute denkenAls Downs ihr Graduate-Studium begann, sollte sie zwei Jahre lang an einem NASA-Robotik-Projekt beteiligt sein. Doch als eine Verzögerung der staatlichen Finanzierung den Start des Projekts verzögerte, verbrachte sie stattdessen ihr erstes Jahr am neu gegründeten Institut für Robotik und Autonomie der Hochschule. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Robotern, die Menschen mit Mobilitätseinschränkungen unterstützen.Inspiriert von ihrer Großmutter, die aufgrund schwerer Arthritis an den Rollstuhl gefesselt war, entwickelte Downs einen Roboterarm, der älteren Menschen und Rollstuhlfahrern ein unabhängiges Leben ermöglicht. Der Arm konnte Objekte identifizieren und an den entsprechenden Stellen im Haus platzieren, z.B. bestimmte Lebensmittel aus einer Einkaufstüte ausräumen und auf ein Regal oder in separate Behälter stellen.Vor Beginn ihres Sophomore-Jahres im Jahr 2025 erhielt das NASA-Projekt endlich staatliche Mittel. Sie entwickelte einen Roboter, der die Zapfen-in-Loch-Aufgabe ohne Verwendung von Vision-Systemen bewältigt. Normalerweise helfen Kameras bei der Steuerung der Satellitenmontage-Arbeiten der Roboter. Aber in der rauen, abgelegenen Umgebung des Weltraums können Kameras ausfallen oder Verzögerungen haben.„Hört nicht auf, Fragen zu stellen. Besonders in der Ingenieurwissenschaft, tut nicht so, als wüsstet ihr alles, denn Wissenschaft dreht sich darum, ständig lernen und zuhören zu wollen."Anstatt Kameras zu verwenden, setzt der Roboterarm von Downs einen kraftbasierten Einführungsprozess ein, um die Position und Orientierung von Objekten in der Umgebung des Arms zu erfassen. Der Roboter greift eine Antenne locker und „spürt" mit einem Drehmomentsensor an seinem Greifer die Kraftrückmeldung darüber, wo sich Satellit und Antenne relativ zueinander befinden. Der Roboter führt dann die Antennenbaugruppe in eine Zielöffnung am Satelliten ein und hält die Position während der Verklebung.Die Komplexität wird dadurch erhöht, dass der Roboter seine Aufgabe in Schwerelosigkeit ausführt.„Ohne Schwerkraft muss man jetzt die Reaktionsdrehmomente des Arms auf den Satelliten berücksichtigen, um zu vermeiden, dass er ins All geschleudert wird", sagt Downs. Jede Bewegung des Arms während des Einführungsprozesses, besonders durch erhöhte Kräfte, könnte dazu führen, dass der Satellit sich in diese Richtung weiterbewegt.Um dem entgegenzuwirken, führt Downs Berechnungen für das Projekt durch, um gezielte Rückstoßschübe zu lenken und die Kraft der Bewegungen des Roboters auszugleichen.Ihr Graduate-Projekt fängt die einfache, aber komplexe Natur der Robotik ein, die sie fasziniert, sagt sie.„Ich denke, Roboter sind sowohl komplizierter als auch weniger kompliziert, als die Leute denken", sagt sie. „ Wirklich, alles was man braucht, um einen Roboter zu programmieren, sind seine Denavit-Hartenberg-Parameter, und man kann damit viel machen", sagt sie in Bezug auf die vier Werte, die verwendet werden, um die Position und Orientierung eines Roboterarms und Manipulatoren zu beschreiben. Selbst mit verschiedenen Greifern und Freiheitsgraden „beginnen im Grunde alle Roboter-Manipulatoren dort", sagt sie.„Aber", fügt sie hinzu, „wir lernen noch so viel darüber, wie Roboter mit ihrer Umgebung interagieren. Selbst etwas für uns Einfaches, wie das Manipulieren eines Stifts, ist für Roboter noch unglaublich komplex."Downs schließt ihre Doktorarbeit im Projekt Robotic Space Simulator am Robotics and Automation Design (RAD) Lab der Texas A&M ab, das sich auf die Entwicklung von Maschinen spezialisiert hat, die in extremen Umgebungen überleben können. Es arbeitet mit der NASA zusammen.Ihre Doktorvater ist Robert Ambrose, ein NASA-Veteran, der das RAD Lab 2022 ins Leben rief. Das IEEE-Mitglied wird voraussichtlich als stellvertretende Direktorin des Space Institute der Hochschule fungieren, das in diesem Jahr in Houston eröffnen soll. Die Forschungseinrichtung wird neben dem Johnson Space Center gebaut.Nach dem Erwerb ihres Ph.D. sagt Downs, hofft sie, eines Tages für die NASA zu arbeiten und Rover zu entwickeln, die Proben vom Mars sammeln, oder Roboterarme, die Aufgaben auf Raumstationen ausführen.Um mehr über Roboter zu erfahren, lesen Sie den Leitfaden von IEEE Spectrum.Aus der Ingenieurblase herauskommenDowns trat 2020 als Freshman an der UTulsa in IEEE ein, um sich mehr in elektrische Ingenieurveranstaltungen auf dem Campus einzubringen. Zu dieser Zeit verhinderten die COVID-19-Pandemie und Versammlungsverbote, dass Clubs und Organisationen persönlich zusammentrafen.Sie war aktiv im Studentenzweig ihrer Hochschule und wurde zur Präsidentin für 2022–2024 gewählt. Unter ihrer Führung ging der Zweig von wenigen Veranstaltungen zu einer alle zwei Wochen über.Dazu gehörten Lunch-and-Learn-Sitzungen und Abendessen, die Studenten mit professionellen Ingenieuren und Alumni der Universität verbanden. Downs organisierte auch praktische Workshops zu Löten, 3D-Druck, CAD-Modellierung und Lebenslaufschreiben.Ihre Bemühungen trugen dazu bei, die Mitgliedschaft im Executive Board des Zweigs von etwa fünf Studenten auf 25 im Jahr 2023 zu erhöhen. Im selben Jahr zog ihr Löt-Workshop etwa 80 Studenten an.Sie sagt, dass ihr die Arbeit mit IEEE besonders gefallen hat, besonders „die Interaktion mit Alumni und das Lernen von Ingenieuren."IEEE ist eine großartige Ressource für Networking-Möglichkeiten, sagt sie, und stellt fest, dass „während der COVID-19-Pandemie Ingenieurstudenten in ihren Blasen blieben." IEEE-Veranstaltungen halfen den Studenten, Verbindungen zu knüpfen, die ihnen gut dienen könnten, sagt sie.„Networking ist sehr wichtig, besonders auf dem heutigen schwierigen Arbeitsmarkt", sagt sie. „Es geht viel darum, wen man kennt und wie Menschen Ihre Arbeitsmoral beobachten."Downs, die jetzt als IEEE-Graduate-Beraterin für den Studentenzweig der UTulsa fungiert, sagt, dass sie aus erster Hand gesehen hat, wie das Netzwerk des Studentenzweigs der Hochschule seinen Studentenmitgliedern genutzt hat.„Viele von ihnen haben wegen IEEE Jobs gefunden", sagt sie.Das Arbeiten und Netzwerken einer IngenieurinAls IEEE-Graduate-Beraterin für den Studentenzweig der UTulsa bemerkte Downs, dass viele Ingenieurstudenten nach dem College-Abschluss keinerlei praktische Erfahrung haben, sei es ein Projekt oder ein Praktikum.„Ihre Lebensläufe sind sehr dünn, und sie haben keinen Nachweis ihrer technischen Fähigkeiten", sagt sie. Sie selbst absolvierte nach ihrem Sophomore-Jahr ein Praktikum in der Anlagentechnik in der American-Airlines-Wartungsanlage am Tulsa International Airport. Und sie war Elektrotechnik-Praktikantin bei Flight Safety International außerhalb von Tulsa nach ihrem Junior-Jahr und nach ihrem Abschluss. Das Unternehmen entwirft, baut und wartet seine eigenen Flugsimulatoren.Ihr Rat an Undergraduate-Studenten ist, sowohl ihre technischen als auch ihre sozialen Fähigkeiten zu verfeinern und zu demonstrieren, indem sie an Forschungsprojekten oder sogar persönlichen Leidenschaftsprojekten arbeiten.„Ein Raspberry Pi kostet nicht viel, und Sie können sofort damit arbeiten", sagt sie. Studenten können auch an Ingenieurinteressengruppen und Berufsorganisationen an ihrer Hochschule teilnehmen, fügt sie hinzu.„Trauen Sie sich und treten Sie einem Forschungsteam bei", rät sie. „Es ist eine großartige Möglichkeit, Menschen zu zeigen, dass man ein guter Teamplayer ist und in dem Bereich gute Arbeit leisten würde."Sie fügt hinzu, dass es auch eine gute Möglichkeit ist, weiter zu lernen – was sie zu einem Fachgebiet hinzog, das sich erst im vergangenen Jahrhundert entwickelt hat.„Wir lernen über Roboter noch ständig hinzu", sagt sie.„Hört nicht auf, Fragen zu stellen", rät sie den Studenten. „Besonders in der Ingenieurwissenschaft, tut nicht so, als wüsstet ihr alles, denn Wissenschaft dreht sich darum, ständig lernen und zuhören zu wollen."
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Video Friday ist Ihre wöchentliche Auswahl an großartigen Robotik-Videos, zusammengestellt von Ihren Freunden bei IEEE Spectrum Robotics. Wir veröffentlichen auch einen wöchentlichen Kalender mit kommenden Robotik-Veranstaltungen für die nächsten Monate. Bitte senden Sie uns Ihre Veranstaltungen zur Aufnahme.Summer School on Multi-Robot Systems: 29. Juli – 4. August 2026, PRAGActuate 2026: 18.–19. August 2026, SAN FRANCISCOIRO 2026: 27. September – 1. Oktober 2026, PITTSBURGHHumanoids Summit Seoul: 22.–23. September 2026, SEOULViel Spaß mit den heutigen Videos! In dieser Arbeit präsentieren wir eine systematische Bewertung zeitgenössischer humanoider Technologie für laparoskopische chirurgische Aufgaben. Wir entwickeln ein humanoidebasiertes laparoskopisches Teleoperations-Framework unter Verwendung universell einsetzbarer Instrumente und bewerten seine Fähigkeiten durch Benchtop-Charakterisierung, Trockenlabor-Nutzerstudien mit unterschiedlichen Erfahrungsstufen und in vivo porcine Studien. In diesen Bewertungen quantifizieren wir die technische Machbarkeit, Aufgabenleistung und klinische Bereitschaft im Vergleich zu etablierten chirurgischen Plattformen. Zusammen bietet unsere Studie eine evidenzbasierte Bewertung der aktuellen Fähigkeiten und Einschränkungen von Humanoiden für chirurgische Anwendungen und hebt sowohl ihr Potenzial als auch die wesentlichen technischen Herausforderungen hervor, die vor einer klinischen Einführung gelöst werden müssen.[ UC San Diego ]Danke, Ioana!Heute präsentieren wir ACT-2, das erste Robotik-Modell, das Zuverlässigkeit durch die Vereinheitlichung breiter Generalisierung mit hoher Leistung erreicht.Sonntag hat auch dieses 3-stündige Video (!) von Memo, das Wäsche in „noch nie gesehenen Umgebungen" faltet. Fragen wir einfach nicht, weil wir fast sicher nicht wissen wollen. [ Sunday Robotics ]Spot ist nicht der erste quadrupedische Roboter, der seine Beine für die letzten paar Meter Paketzustellung ausprobiert, aber die Herausforderung ist nicht wirklich diese letzten paar Meter – es wird vielmehr sein, den menschlichen Kollegen nicht in den Wahnsinn zu treiben, vermute ich.[ Boston Dynamics ]Die quadrupedische Lokomotion in komplexen Umgebungen erfordert mehrere Motorfähigkeiten, stabile Gangübergänge und perceptive Steuerung über einen breiten Geschwindigkeitsbereich. APT-RL (Action Pretrained Transformer-based Reinforcement Learning) ist ein einheitliches Framework für Hochgeschwindigkeits-, Multiskill-Lokomotion. Eine einzige Richtlinie wählt und wechselt zwischen Gängen und Motorfähigkeiten nur unter Verwendung von Onboard-Wahrnehmung und Berechnung. In Echtweltexperimenten durchquerte KAIST HOUND Treppen, Hürden, Trittsteine, Lücken und gefallene Äste. Es erreichte eine momentane Spitzengeschwindigkeit von 4,25 Metern pro Sekunde beim Überqueren einer 60-Zentimeter-Stufe und 6 m/s während eines Abstiegs auf einer dreistufigen Treppe.[ KAIST DRCD Lab ]Nächste Woche haben wir noch viel mehr dazu.[ Walden Robotics ]Heute stellen wir Lumo-2 vor, unser nächstes Generations latentes Welt-Aktions-Modell für allgemeine verkörperte Roboterlernen.[ Astribot ]Nach Atlas' erstmaliger Live-Vorführung bei der FIFA Fußball-Weltmeisterschaft 2026 haben wir mit Seth Davis, Senior Program Manager, gesprochen, um zu erfahren, wie diese Demonstration zustande kam und was es braucht, um auf dem Feld (und auf dem Spielfeld) erfolgreich zu sein.[ Boston Dynamics ]Keine Teleoperation. Keine Schnitte. Lange Einstellung. Eine der wenigen vollständigen Demonstrationen von Langstrecken-Mobilmanipulation in der Welt, die vollständig autonome humanoide Roboter einen weiteren Schritt näher bringt.[ LimX ]Danke, Jinyan!Beeindruckend. Aber sucht euch einen Job.[ MagicLab ]Letzte Woche haben wir schon etwas Material davon gesehen, aber hier ist ein viel besseres Video.Von Flügeln angetriebene Tauchvögel schlagen ihre Flügel, um sich durch Luft und Wasser zu bewegen, doch die Flügelmorphologie und Kinematik, die dieses Verhalten ermöglichen, bleiben aufgrund der Schwierigkeit, In-situ-Daten zu sammeln, schlecht verstanden. Die Auswirkungen der Schlagfrequenz, Flügelgröße und Steifheit auf die Lokomotion in – und beim Übergang zwischen – den beiden Medien sind noch unbekannt. Wir verglichen Daten von Tauchvögeln mit Experimenten unter Verwendung eines Flügel-Roboters, der fliegen, schwimmen, eintauchen und aus dem Wasser steigen kann. Wir zeigen, dass Frequenzanpassung, flexible Flügel und leistungsstarke Aktuierung nahtlose Übergänge ohne Falten von Flügeln oder Beinen ermöglichen, dass große Flügel den Flug verbessern, ohne die Unterwassereffizienz wesentlich zu verringern, und dass Schwanz-Rumpf-Abstand und Ausstiegswinkel den Wasseraustritt beeinflussen. Diese Ergebnisse klären, wie Vögel (und Roboter) Multifluid-Lokomotionsbeschränkungen ausgleichen.[ EPFL LIS ]