Robot plays „Rock, Paper, Scissors“ – Part 1/3

Gesture recognition with intelligent camera

I am passionate about technology and robotics. Here in my own blog, I am always taking on new tasks. But I have hardly ever worked with image processing. However, a colleague’s LEGO® MINDSTORMS® robot, which can recognize the rock, paper or scissors gestures of a hand with several different sensors, gave me an idea: „The robot should be able to ’see‘.“ Until now, the respective gesture had to be made at a very specific point in front of the robot in order to be reliably recognized. Several sensors were needed for this, which made the system inflexible and dampened the joy of playing. Can image processing solve this task more „elegantly“?

Rock-Paper-Scissors with Robot Inventor by Seshan Brothers. The robot which inspired me for this project

From the idea to implementation

In my search for a suitable camera, I came across IDS NXT – a complete system for the use of intelligent image processing. It fulfilled all my requirements and, thanks to artificial intelligence, much more besides pure gesture recognition. My interest was woken. Especially because the evaluation of the images and the communication of the results took place directly on or through the camera – without an additional PC! In addition, the IDS NXT Experience Kit came with all the components needed to start using the application immediately – without any prior knowledge of AI.

I took the idea further and began to develop a robot that would play the game „Rock, Paper, Scissors“ in the future – with a process similar to that in the classical sense: The (human) player is asked to perform one of the familiar gestures (scissors, stone, paper) in front of the camera. The virtual opponent has already randomly determined his gesture at this point. The move is evaluated in real time and the winner is displayed.

The first step: Gesture recognition by means of image processing

But until then, some intermediate steps were necessary. I began by implementing gesture recognition using image processing – new territory for me as a robotics fan. However, with the help of IDS lighthouse – a cloud-based AI vision studio – this was easier to realize than expected. Here, ideas evolve into complete applications. For this purpose, neural networks are trained by application images with the necessary product knowledge – such as in this case the individual gestures from different perspectives – and packaged into a suitable application workflow.

The training process was super easy, and I just used IDS Lighthouse’s step-by-step wizard after taking several hundred pictures of my hands using rock, scissor, or paper gestures from different angles against different backgrounds. The first trained AI was able to reliably recognize the gestures directly. This works for both left- and right-handers with a recognition rate of approx. 95%. Probabilities are returned for the labels „Rock“, „Paper“, „Scissor“, or „Nothing“. A satisfactory result. But what happens now with the data obtained?

Further processing

The further processing of the recognized gestures could be done by means of a specially created vision app. For this, the captured image of the respective gesture – after evaluation by the AI – must be passed on to the app. The latter „knows“ the rules of the game and can thus decide which gesture beats another. It then determines the winner. In the first stage of development, the app will also simulate the opponent. All this is currently in the making and will be implemented in the next step to become a „Rock, Paper, Scissors“-playing robot.

From play to everyday use

At first, the project is more of a gimmick. But what could come out of it? A gambling machine? Or maybe even an AI-based sign language translator?

To be continued…

Geek Club and CircuitMess Launch a NASA-inspired DIY Perseverance Educational Space Rover Kit

After a series of successful Kickstarter Campaigns, Geek Club and CircuitMess launch their most ambitious project yet – a NASA-approved AI-powered scale model Replica of the Perseverance Space Rover  

Zagreb, Croatia – October 31st, 2023. – Today, Geek Club and CircuitMess announced their Kickstarter space exploration campaign designed to teach children eleven and up about engineering, AI, and coding by assembling the iconic NASA Perseverance Space Rover, as well as a series of other NASA-inspired space vehicles.

This new space-themed line of DIY educational products was born out of both companies‘ shared vision to aim for the stars and to take their fans with them. The Kickstarter campaign starts today, October 31st, and will last for 35 days.

The collaboration was a logical union of the two companies. Both companies create educational STEM DIY kits that are targeted towards kids and adults. Both share the same mission: To make learning STEM skills easy and fun.

“For decades, the team and I have been crafting gadgets for geeks always inspired by space exploration,” says Nicolas Deladerrière, co-founder of Geek Club. “Inspired by Mars exploration, we’ve studied thousands of official documents and blueprints to craft an authentic Mars exploration experience. The product comes alive thanks to microchips, electromotors, and artificial intelligence. Imagine simulating your own Mars mission right from your desk!”

Geek Club is an American company that specializes in designing and producing DIY robotics kits that educate their users on soldering and electronics. They focus primarily on space exploration and robotics, all to make learning engineering skills easy and fun for kids, adults, and everyone in between.

“We have successfully delivered seven Kickstarter campaigns, raised more than 2.5 million dollars, and made hundreds of thousands of geeks all around the world extremely happy,” says Albert Gajšak, CEO of CircuitMess. “In a universe where space and technology are constantly growing, we’re here to ensure you’re never left behind.”

The new product line consists of five unique space-themed products:

  • 1. The Perseverance Space Rover Kit

This kit is designed to be an educational journey into programming, electronics, robotics, and AI. The model comes with four electromotors, six wheels, a control system with a dual-core Espressif ESP32 processor, Wi-Fi, and Bluetooth connectivity, a sample collection arm based on the real thing with two servo motors, a Wi-Fi-connected remote controller, and support for programming in Python or via a Scratch-inspired drag-and-drop visual coding environment.

Alongside the Perseverance Space Rover, you’ll be able to get more iconic space vehicles:

  • 2. The Voyager: A DIY kit made as a tribute to NASA’s longest-lasting mission, which has been beaming back data for an incredible 45 years and counting.
  • 3. Juno: A solar-powered DIY kit celebrating the mission that gave us the most detailed and breathtaking images of Jupiter.
  • 4. Discovery: A DIY kit honoring the legendary space shuttle with 39 successful orbital flights under its belt.
  • 5. The Artemis Watch: A sleek, space-themed wrist gadget inspired by NASA’s upcoming Artemis space suit design. The watch is a programmable device equipped with an LCD display, Bluetooth, and a gyroscope.

The Perseverance Educational Space Rover Kit is available for pre-order now on Kickstarter, starting at $149.

No previous experience or knowledge is needed for assembling your very own space rover. The kit is designed for anyone aged 11+  and comes with detailed video instructions.

You can visit the Kickstarter page here.

United Robotics Group und Fraunhofer IPA schließen technologische Partnerschaft und Lizenzdeal: Übertragung der Nutzungsrechte an Laborroboter KEVIN®

Bochum, 16. Oktober 2023 – Die United Robotics Group (URG) und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haben im Rahmen ihrer neu geschlossenen technologischen Partnerschaft eine Lizenzvereinbarung unterzeichnet. Inhalt der Vereinbarung ist der Vertrieb und die Weiterentwicklung des Laborroboters KEVIN®, der zukünftig von der URG produziert und vertrieben wird. Mit diesem strategischen Schritt baut die URG ihre Präsenz im Bereich Life Science aus.

(V. l. n. r.:) Andreas Traube, Leiter der Abteilung Laborautomatisierung und Bioproduktionstechnik, Prof. Thomas Bauernhansl, Institutsleiter des
Fraunhofer IPA, Thomas Linkenheil, Co-CEO der URG, Sarah Ostertag, UX & Industrial Design Lead and Product Management und Tobias Brode, Head
of Business Development Lab Automation. 
Quelle: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Zudem erschließen beide Partner wertvolle Synergien für die zukunftsweisende Automatisierung von Laboren – die Forschungs- und Innovationskompetenz des Fraunhofer IPA ergänzt die Robotik-Expertise der URG optimal. Der Laborroboter KEVIN® wurde von der Abteilung für Laborautomatisierung und Bioproduktionstechnik des Fraunhofer IPA entwickelt und mit ersten Testkunden weltweit zur Prototypenreife gebracht. Unter dem Dach der URG soll KEVIN® nun in Serienproduktion gehen. Hierzu erwirbt das Unternehmen eine entsprechende Lizenz zur Nutzung und Weiterentwicklung der Hard- und Software des Roboters.

„Wir freuen uns darüber, dass wir im Rahmen der Zusammenarbeit durch unsere Robotik-Lösungen neue, vielversprechende Perspektiven für die Laborautomation schaffen können. Damit stärken wir unsere Präsenz im Life Science-Bereich – und können gesellschaftlichen Herausforderungen wie dem Fachkräftemangel und dem demografischen Wandel wirksam begegnen,“ erklärt Thomas Linkenheil, Co-CEO der URG. 

Mobiler Laborroboter

KEVIN® ist ein autonomer, mobiler Laborroboter. Er automatisiert Prozesse und lässt sich flexibel und intuitiv in Laborinfrastrukturen integrieren. Der Roboter übernimmt repetitive Routineaufgaben. So befördert er Mikrotiterplatten und Racks im SBS-Format, wie etwa Proben oder Consumables zum Nachfüllen. Darüber hinaus kann er Anlagen mit Pipettenspitzen beliefern.

Mit einem Einsatz von KEVIN® rund um die Uhr steigt die Effizienz im Labor. Angesichts des Fachkräftemangels ist eine Entlastung der Belegschaft besonders wichtig, denn so kann sie sich auf besonders wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren.

„Mit der neuen Vereinbarung haben wir der weiteren Entwicklung und Vermarktung von KEVIN® einen entscheidenden Schub verliehen. Automatisierung spielt im Life-Science-Bereich eine zentrale Rolle. Labore können dadurch auf unterschiedliche Bedarfe flexibel reagieren. Umso wichtiger ist es, gemeinsam passende Lösungen für diesen Sektor zu entwickeln“, kommentiert Thomas Bauernhansl, Institutsleiter des Fraunhofer IPA.

Personeller Zuwachs für die URG

Im Zuge der technologischen Partnerschaft zwischen dem Fraunhofer IPA und der URG sowie der Übertragung der Lizenzrechte an KEVIN® kommt es auch zu personellen Veränderungen. So werden Sarah Ostertag und Tobias Brode zur United Robotics Group wechseln. In der URG werden Sarah Ostertag künftig als UX & Industrial Design Lead + Product Management und Tobias Brode als Head of Business Development Lab Automation tätig sein. Beide begleiten KEVIN® von der ersten Idee an bis zum marktreifen Serienprodukt und stärken somit nachhaltig die Expertise im Unternehmen.

United Robotics Group and Fraunhofer IPA enter into technology partnership and licensing agreement: transfer of KEVIN® laboratory robot usage rights

Bochum, October 16, 2023 – United Robotics Group (URG) and the Fraunhofer Institute for  Manufacturing Engineering and Automation (IPA) have signed a licensing agreement as part of their newly concluded technology partnership. The agreement covers the distribution and further development of the KEVIN® laboratory robot, which will be manufactured and distributed by URG in the future. With this strategic step, URG is expanding its presence in the life science sector.
In addition, both partners benefit from valuable synergies for the future-oriented automation of laboratories – the research and innovation expertise of Fraunhofer IPA optimally complements the robotics expertise of URG. The laboratory robot KEVIN® was developed by the Department of Laboratory Automation and Bioproduction Technology at Fraunhofer IPA and brought to prototype stage with first test customers worldwide. Under the umbrella of URG, KEVIN® will now go into series production. For this purpose, the company is acquiring a corresponding licence for the use and further development of the robot’s hardware and software.

From left to right:Andreas Traube, Head of Department Laboratory automation and bioproduction technology, Prof. Thomas Bauernhansl, Director of Fraunhofer IPA, Thomas Linkenheil, Co-CEO of URG, Sarah Ostertag, UX & Industrial Design Lead and Product Management and Tobias Brode, Head of Business Development Lab Automation
SOURCE: FRAUNHOFER IPA/PHOTO: RAINER BEZ


We are pleased to be able to create new, promising perspectives for laboratory automation with our robotics solutions as part of the collaboration. This strengthens our presence in the life science sector – and enables us to effectively address societal challenges such as the shortage of skilled labour and demographic change,“ explains Thomas Linkenheil, Co-CEO of URG.

Mobile laboratory robot
KEVIN® is an autonomous, mobile laboratory robot. It automates processes and can be
flexibly and intuitively integrated into laboratory infrastructures. The robot takes over
repetitive routine tasks. For example, it transports microtitre plates and racks in SBS format, such as samples or consumables for refilling. It can also supply systems with pipette tips.
Using KEVIN® around the clock increases efficiency in the laboratory. Given the shortage of skilled workers, it is particularly important to reduce the workload of staff, allowing them to focus on value-added activities.

„With the new agreement, we have added a decisive boost to the further development and commersialisation of KEVIN®. Automation plays an important role in the life science sector. It enables laboratories to respond flexibly to different requirements. This makes it all the more important to jointly develop suitable solutions for this sector,“ says Thomas Bauernhansl, Director of the Fraunhofer IPA.

Increase in personnel for URG
In the course of the technological partnership between Fraunhofer IPA and URG and the transfer of the licensing rights to KEVIN®, there will also be personnel changes. Sarah Ostertag and Tobias Brode will join the United Robotics Group. In the future, Sarah Ostertag will work as UX & Industrial Design Lead + Product Management and Tobias Brode as Head of Business Development Lab Automation at URG. Both will accompany KEVIN® from the initial idea to the market-ready series product and thus strengthen company’s expertise in the long term.

Zukunft zum Anfassen: Der TouchTomorrow-Truck kommt nach Troisdorf!

Vom 22. bis 29.09.2023 ist der Truck zu Gast am Heinrich-Böll-Gymnasium in Troisdorf. Seine  Zielsetzung: Schülerinnen und Schüler durch das Erleben und Ausprobieren von  Zukunftstechnologien für Bildungs- und Berufswege im MINT-Bereich (Mathematik, Informatik,  Naturwissenschaft, Technik) zu gewinnen. Das Projekt wird gefördert durch die  Regionaldirektionen NRW, Hessen und Berlin-Brandenburg der Bundesagentur für Arbeit. Stiftung und Regionaldirektionen arbeiten Hand in Hand, um Jugendlichen bestmögliche Berufsorientierung zu bieten und dem wachsenden MINT-Fachkräftemangel entgegenzuwirken. 

Der TouchTomorrow-Truck ist konzipiert für 8. und 11. Klassen. Moderiert wird der Besuch von vier „MINT Coaches“ (speziell geschulte Naturwissenschaftler*innen), die mit den Schülerinnen und Schülern einen Dialog  auf Augenhöhe führen. Dabei wird niemand zu MINT überredet. TouchTomorrow ist ein inspirierendes  Informations- und Interaktionsangebot, das auch sprachlich oder gesellschaftswissenschaftlich interessierte  Schülerinnen und Schüler anspricht und ihnen neue Perspektiven eröffnen kann – insbesondere im Hinblick auf  die zunehmend fachübergreifenden Formen der Zusammenarbeit in wechselnden Teams.  

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Kleingruppen rotierend an verschiedenen Zukunfts-Themenstationen  aus Naturwissenschaft und Technik. Diese reichen von Virtual und Augmented Reality Learning über Robotik  bis hin zu Gedankensteuerung (z. B. im Kontext von Medizintechnik). Durch die dialog- und diskursorientierte  Vermittlung erhalten die Jugendlichen ein individuelles Verständnis dafür, dass MINT-Bildung bereits eine  wesentliche Grundlage der heutigen, aber vor allem der in Zukunft weiter digitalisierten Lebens- und  Arbeitswelt ist. Der große Vorteil für Schulen: Ein außerschulischer Lernort auf dem eigenen Schulhof. 

Marco Alfter, Geschäftsführer Dr. Hans Riegel-Stiftung:  

„Der TouchTomorrow-Truck weist eine zentrale Innovation auf: Wir vermitteln nicht nur einmalig naturwissenschaftlich technische Inhalte und Zukunfts-themen, sondern stellen diese in einen konkreten, langfristig angelegten Kontext zu Ausbildungs- und Berufs-perspektiven. Die Begeisterung und das initiale Interesse für MINT-Themen sind das Fundament für eine intensive, anhaltende Beschäftigung in diesem für die deutsche Wirtschaft so wichtigen Feld – etwa in der Wahl der Leistungskurse oder für die Ausbildungswege nach der Schule.

Wir freuen uns sehr über die enge Zusammenarbeit mit der Bundesagentur für Arbeit, die das Projekt über drei  Regionaldirektionen fördert. Die Expert*innen der lokalen  Arbeitsagenturen knüpfen mit ihrer Berufsberatung nahtlos an  die Zukunftsimpulse von TouchTomorrow an und sind damit  eine echte Bereicherung für das Konzept. 

Uns ist es wichtig, dass es nicht beim einmaligen WOW-Effekt  des Trucks bleibt, sondern dass interessierte Jugendliche  dranbleiben. Deshalb erhalten alle Schülerinnen und Schüler ein RFID-Speichermedium, mit dem sie im Truck Infos  sammeln, sie zu Hause wieder abrufen und ihre Interessen 

Schwerpunkte auf www.touchtomorrow.de vertiefen können.  Auch hier arbeiten wir vernetzt mit den zahlreichen  Angeboten der BA.“

Robots-Blog.com at Automatica 2023

Coole Erfindungen, packende Wettkämpfe, faszinierende Shows  – Die Maker Faire Hannover – das etwas andere Familienfestival

Es ist wieder Maker-Zeit: Am dritten August-Wochenende, am 19. und 20. August, treffen sich wieder die Macher von morgen im HCC, um ihre spannenden Ideen und beeindruckenden  Erfindungen vorzustellen. „The Iron Horse“, ein riesiges aus Eisenplatten konstruiertes Pferd, auf  dem eine Ballerina tanzt, ist der Top-Act auf der Maker Faire Hannover. Die spanische  Theatergruppe Antigua i Barbuda ist mit dem Pferd zum ersten Mal Gast auf dem etwas anderen  Familienfestival, das sich als bunter Mix aus Messe, Wissensplattform und Jahrmarkt versteht. Zu  dem Event erwarten die Veranstalter rund 1.000 Maker, 200 Stände und 15.000 Besucher.  

In drei Ausstellungshallen sowie im Außenbereich zeigen die Selbermacher, an welchen  faszinierenden Projekten sie in ihren Werkstätten gearbeitet haben. Die Palette ist breit: Zu sehen gibt es fahrende Roboter, blinkende Kleidung, Lego-Kunstwerke, verrückte Computerbasteleien,  außergewöhnliche Licht- und Soundinstallationen, Lasercutter und 3D-Druck, etwas andere  Handwerkskünste oder kuriose Neuigkeiten aus dem Modellbau. 

Ein echter Hingucker ist auch der knapp drei Meter hohe Schlagzeug-Roboter, den der Maker und  Musiker Quentin Thomas-Oliver aus Texas zur Maker Faire mitbringt. Gemeinsam mit seiner  Partnerin Hilary begleitet Quentin die Roboter-Percussion mit den klassischen Instrumenten Cello  und Bratsche und bietet den Zuhörerinnen und Zuhörern einen Musikgenuss der besonderen Art. 

Zu den weiteren Attraktionen – insbesondere für Star-Wars-Fans – zählen auch in diesem Jahr die  originalgetreuen R2D2-Nachbauten des R2-Builders-Clubs sowie die packenden  Kampfroboterduelle der bekannten Mad Metal Machines.  

„Auch zur 9. Maker Faire Hannover haben wir wieder ein vielfältiges Programm auf die Beine  gestellt und bieten der Maker-Szene eine Bühne für ihre zukunftsweisenden Ideen. Wir freuen uns  sehr, mit Jorà Ferré und der Gruppe ‚Antigua i Barbuda‘ aus Barcelona ganz besondere Künstler  gewonnen zu haben, die mit ihrem riesigen Eisenpferd und einer Show mit Musik und Tanz ein  absoluter Besuchermagnet sind.“ 

In der Dark Gallery gibt es ebenfalls neue Maker-Projekte zu bestaunen. Hier ist insbesondere die  spektakulär illuminierte und sich langsam drehende Murmelbahn „Marbles“ in einer Gesamtlänge  von 60 m, und einer Höhe von 3,50 Meter des niederländischen Lichtkünstlers Gertjan Adema zu  erwähnen. 

Der humanoide Roboter „Klara Robot“, selbst konstruierte Saiten-Musikinstrumente, die es so  nicht im Handel zu kaufen gibt, eine induktive E-Auto-Ladestation, die hilft Ladeprozesse von E Autos zu vereinfachen oder das Upcycling-Projekt „Ventilkappenfantasy“, bei dem ausrangierte Gegenstände zu stylischen Fahrradaccessoires umgebaut werden: das sind nur vier Ideen von  hannoverschen Bastlern und Makern, die dieses Jahr das erste Mal auf dem bunten DIY-Festival  ausstellen. Zudem sind aus Hannover der Lobomat, ein Automat der Lob auf Knopfdruck  ausspuckt, das Zukunftsmobil der Uni Hannover, die Silberbilder des Fotografen Thilo Nass und  der Robotik-Podcast dabei. 

Eine Maker Faire heißt nicht nur staunen, sondern auch Lernen, Fachsimpeln, Netzwerken,  Ausprobieren und vor allem Selbermachen. Für den wissbegierigen Nachwuchs ist die Maker Faire  ein Ort für spielerisches Lernen. MINT-Themen werden hier kreativ vermittelt. Die Hacker School  aus Hamburg bietet Workshops, in denen Kinder programmieren lernen, und Maker Jan  Klingenberg zeigt, wie sich auch schon die Kleinsten mit einer Dosengitarre ein Musikinstrument bauen können. Darüber hinaus findet am Samstag wieder ein Lehrertag statt, an dem Maker Inhalte für den Unterricht vorgestellt werden.  

Das YouTuber-Panel mit bekannten und einflussreichen Makern aus der Handwerk-Szene, darunter  erstmals die Schreinerin Julia Maria Spielvogel, gibt ebenfalls Impulse zum Nachahmen.  

Übrigens: Wie in den Jahren zuvor haben Cosplayer, Steampunker und Star-Wars-Fans in ihren  Kostümen freien Eintritt, um die Maker Faire noch ein bisschen bunter zu machen.  

Die Maker Faire im HCC ist am Samstag von 10 bis 18 Uhr und am Sonntag von 10 bis 17 Uhr  geöffnet. Familientickets gibt es ab 28 Euro, die Tickets können online gebucht werden, auch an  der Tageskasse kann nur bargeldlos bezahlt werden. 

Infos und Tickets zum bunten DIY-Familienfestival gibt es unter www.maker-faire.de/hannover