Prof. Dr. Robert Katzschmann
Prof. Dr. Robert Katzschmann
Assistenzprofessor am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik
ETH Zürich
CLA F1.2
Tannenstrasse 3
8092 ZürichSchweiz
Zusätzliche Informationen
Forschungsgebiet
Soft Robotik: Entwicklung von nachgiebigen und flexiblen Robotern, die mit weichen Materialien und Aktuatoren die Anpassungsfähigkeit und Geschicklichkeit biologischer Systeme nachahmen. Dazu gehört das Design von Robotern, die sicher mit Menschen interagieren und komplexe Umgebungen navigieren können. Zu den Innovationen zählen visuell gesteuertes 3D-Inkjetdrucker und xolografische Biofabrikation für präzise, mehrmaterialige Robotikkomponenten.
Muskuloskelettale Robotik: Entwicklung von Robotersystemen, die von der menschlichen muskuloskelettalen Struktur inspiriert sind. Der Fokus liegt auf elektrisch angetriebene künstliche Muskeln, Gelenke und Sehnen, um lebensechte Bewegungen und verbesserte Interaktionsfähigkeiten zu ermöglichen.
Biohybride Robotik: Integration biologischer Materialien, wie lebender Zellen, in synthetische Systeme zur Schaffung von Robotern, die wachsen, sich regenerieren und sich an ihre Umgebung anpassen können. Diese Forschung fördert die Entwicklung nachhaltiger, intelligenter und anpassungsfähiger Robotiklösungen.
Unterwasserrobotik: Entwicklung bioinspirierter Roboter für aquatische Umgebungen, wie autonome Roboterschwimmer, die sich nahtlos in die Umgebung einpassen und für Themen wie die Umweltüberwachung und Studien zur Biodiversität unterstützen.
Autonome Objektmanipulation: Entwicklung fortschrittlicher Roboterhände und Steuerungssysteme für präzise und adaptive Manipulationsaufgaben. Durch die Kombination von muskuloskelettalen Prinzipien mit künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen verbessern diese Systeme Steuerungsstrategien und Interaktionsfähigkeiten.
Herausragende Projekte
Softrobotischer Fisch (SoFi): Robert entwickelte SoFi, den ersten autonomen weichen Roboterfisch, der mithilfe eines biomimetischen Schwanzes Meereslebewesen erforscht (Science Robotics, 2018). Diese Arbeit, mit über 1.800 Zitaten, wurde in NYTimes, Wall Street Journal und National Geographic vorgestellt und unter anderem bei TED ’22 und TEDx ’23 präsentiert. Roberts Labor erweiterte diese Forschung durch physikinformiertes Deep Learning (ICML ’22), elektrostatische Aktuatoren die mit niedriver Spannung funktionieren (Science Advances, 2024) und biohybride Schwimmer mit Gewebemuskelantrieb (RoboSoft, 2024).
Drucken und Maschinelles Lernen für Propriozeptive Hände: Robert entwickelte die erste vollständig 3D-gedruckte propriozeptive Softroboterhand (RoboSoft, 2019) und demonstrierte preisgekrönte Objektmanipulation. Er verbesserte das 3D-Tintenstrahldrucken für biomimetische Systeme (Nature, 2023) und entwickelte mehrfingrige Roboterhände, die durch Verstärkungs- und Imitationslernen gesteuert werden. Diese Innovationen führten 2024 zur Gründung von Mimic Robotics, einem Start-up, das die Logistik und Lebensmittelverarbeitung revolutioniert.
Dynamische Steuerung Weicher und Muskuloskelettaler Roboter: Robert entwickelte dynamische Steuerungsalgorithmen für weiche Roboterarme, die präzise Bewegungen trotz unendlicher Freiheitsgrade ermöglichen (RoboSoft, 2019). Seine propriozeptiven Arme bewältigen Aufgaben wie Greifen, Werfen und Zeichnen ohne externe Bewegungserfassung (Advanced Intelligent Systems, 2022). Kürzlich stellte sein Labor ein elektrohydraulisches Roboterbein mit fortschrittlichen Aktuatoren vor, das energieeffiziente, adaptive Fortbewegung ermöglicht (Nature Communications, 2024). Diese Beiträge haben über 900 Zitate und Einladungen zu Keynotes und Workshops eingebracht.
Kurzbiographie
Robert Katzschmann ist Assistenzprofessor für Robotik an der ETH Zürich und Gründer des Soft Robotics Lab, wo er neuartige Robotik-Designs für eine Zukunft von lebensechten Robotern entwickelt, die nahtlos mit uns interagieren. Er ist außerdem Mitgründer und wissenschaftlicher Berater von Mimic Robotics, einem Unternehmen, das autonome, geschickte Manipulationslösungen entwickelt. Robert erhielt 2013 seinen Diplom-Ingenieur-Abschluss vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), schrieb seine Masterarbeit an der Stanford University und promovierte 2018 in Maschinenbau am Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) des MIT.
Vor seiner Tätigkeit an der ETH Zürich arbeitete Robert an robotergestützten Chirurgie- und Biopsiesystemen bei Auris Surgical Robotics (heute Johnson & Johnson), entwickelte neue Technologien für die Roboterhandhabung als Applied Scientist bei Amazon Robotics und war CTO bei Dexai Robotics (heute Sony AI), wo er die Entwicklung autonomer Küchenroboter leitete. Seine Forschung umfasst weiche Robotik, biohybride Systeme, muskuloskelettale Robotik und dynamische Steuerung. Seine Arbeiten wurden in führenden Zeitschriften wie Science Robotics und Nature veröffentlicht.
Roberts Beiträge wurden international anerkannt, u.a. als IEEE RAS Senior Member, Ellis Member und TED Fellow. Sein TED-Talk aus dem Jahr 2022 über von Tierbewegungen inspirierte Roboter wurde von Millionen Menschen angesehen. Er ist Editor für das International Journal of Robotics Research (IJRR) und IEEE BioRob sowie Mitglied des Herausgeberbeirats von Advanced Robotics Research und npj Robotics. Darüber hinaus übernimmt er Führungsrollen bei bedeutenden Konferenzen wie RSS, ICRA, IROS und RoboSoft. Seine Arbeiten wurden in renommierten Medien wie der New York Times, National Geographic und BBC News vorgestellt.
Lebenslauf (Curriculum Vitae)
Orcid: orcid.org/0000-0001-7143-7259Website: https://srl.ethz.chGoogle Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=bruYeAQAAAAJ
Education
09/13–05/18 PhD in Mechanical Engineering, MIT, Cambridge, MA, USA.
Thesis Title: Building and Controlling Fluidically Actuated Soft Robots: From Open Loop to Model- based Control
Thesis Committee: Daniela Rus, Russ Tedrake, John Leonard, Peko Hosoi
04/12–11/12 Master’s Thesis, Artificial Intelligence Laboratory, Stanford University, Stanford, CA, USA.
Advisors: Dr. Torsten Kröger, Prof. Oussama Khatib
10/07–01/13 Diplom-Ingenieur in Mechanical Engineering, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Germany.
Specialization: Mechatronics and Microsystems Technology
09/05–06/07 Abitur (A-Levels), Liselotte Gymnasium, Mannheim, Germany.
Current and selected previous positions
07/20–Present Assistant Professor of Robotics (tenure-track), D-MAVT, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
Advising 17 PhDs and 2 Established Researchers as head of the Soft Robotics Laboratory
04/24–Present Co-founder and Scientific Advisor, Mimic Robotics, Zurich, Switzerland.
07/19–06/20 Chief Technology Officer (CTO), Dexai Robotics, Somerville, MA, USA.
Software and Hardware Engineering of Autonomous Kitchen Robot (Managing 10 engineers)
11/18–06/19 Senior Applied Scientist, Amazon Robotics, North Reading, MA, USA.
Developed Patented Robotic Manipulator ’Robin’, Handling Millions of Packages at Amazon
Selected Institutional responsibilities
04/22–Present Search Committees on Robotics, Robotic Materials and Power Electronics, ETH Zurich
10/21–Present Executive Board Member, ALIVE Engineering with Living Materials, ETH Zurich
01/21–Present Admissions Committee Member, M.Sc. in Robotics, Systems + Control, ETH Zurich
Teaching activities incl. supervision of students and postdocs
07/20-Present PhDs: D. Albayrak, A. Badolato, A. Balciunaite, T. Buchner, B.G. Cangan, L. Jones, A. Kazemipour, D. Liconti, M. Mekkattu, M. Michelis, E. Nava, Y. Toshimitsu, C. Yang, H. Zheng, Dr. D. Wälchli (Graduated 04/24), Senior Postdocs: Dr. M. Filippi, Dr. R. Hinchet
07/20-Present Supervised 42 Bachelor Theses, 47 Semester Projects, and 37 Master Theses.
09/23–Present Courses on Soft + Biohybrid Robotics, Real-World Robotics, Focus Projects, Distinguished Lecture Series on Robotics / Additive Manufacturing / Engineering with Living Materials.
Selected service to the scientific community
10/24–Present Editorial Board Member of Advanced Robotics Research (Wiley).
09/24–Present Editorial Board Member of npj Robotics (Springer Nature).
02/24–Present Editor for IEEE BioRob.
01/23–Present Editor for International Journal of Robotics Research (IJRR).
01/22–Present Associate Editor for IEEE Robotics Automation Letters (RA-L), ICRA, IROS, and RoboSoft.
04/21-07/21 Panel Member and Reviewer, The Academy of Finland Research Grants.
02/21–05/22 Area Chair for Robotics: Science and Systems (RSS).
04/20–Present Grant Panel Member and Reviewer, US National Science Foundation (NSF).
10/15–Present Reviewer for high-impact journals including Nature, Nature Communications, Nature Materials, Science Robotics, and major robotics conferences (ICRA, IROS, RoboSoft, RSS).
Organization of conferences and workshops
02/24-09/24 BioRob24 workshop on Bio-hybrids, Heidelberg, Germany.
10/23-04/24 RoboSoft24 workshop on Bio-hybrids: When robots get alive, San Diego, USA.
10/23-04/24 RoboSoft24 workshop on 3D Printing + Musculoskeletal Robots, San Diego, USA.
06/23–01/24 JST Moonshot Workshop EU+Japan, Tokyo, Japan.
10/22–04/23 Conference Workshop Co-Chair, RoboSoft23, Singapore.
04/22 RoboSoft22 workshop on Software for Soft Robotics Research, Edinburgh, UK.
04/18-10/18 IROS 2018 workshop on Soft Robotic Modeling and Control, Madrid, Spain.
Selected invited talks and presentations
11/24 Korhammer Seminar at Princeton, Princeton, New Jersey, USA.
11/24 AI Center Academic Talk Series (AICATS), ETH AI Center, Switzerland.
09/24 Robotics Seminar at CMU, Pittsburgh, USA.
07/24 Priors4Robots + Dexterous Manipulation workshop talks, RSS, Delft, Netherlands.
06/24 Keynote at ACTUATOR conference, Wiesbaden, Germany.
05/24 Keynote at Dutch Soft Robotics Symposium, Eindhoven, Netherlands.
05/24 ICRA 2024 workshop talk on Bio-inspired Robotics, Yokohama, Japan.
11/23 Talk at Learning for Soft Robots: Hard Challenges for Soft Systems at CoRL 2023.
07/23 Bioinspired Robotics for Marine Conservation workshop talk at Living Machines Conference.
06/23 TEDx Gateway talk, Mumbai, India.
07/22 Keynote Talk at Deformation Robotics Summer School, INRIA Lille, France.
04/22 TED talk, Vancouver, Canada: “The future of machines that move like animals.”
04/22 Keynote at IEEE ICCAR, Xiamen (virtual), China.
01/20 Speaker at Gordon Research Conference on Robotics, Ventura, CA, USA.
Outreach Activities to the General Public
09/24 “Artificial muscles propel a robotic leg to walk and jump” featured in 40 news outlets.
11/23 “Printed robots with bones, ligaments, and tendons” featured in 142 news outlets.
11/23 Lectures for Children at Treffpunkt Science City and students at ETH Future Day, Zurich.
05/22 Lecture for Female High School Students, LIMES Summer Lecture, and Study Info Days.
06/19 Robot demo at Ocean Exploration Expo, US House Committee on Science, Space, and Tech.
03/18 “Soft robotic fish swims alongside real ones” featured in NYT, WSJ, BBC, NatGeo, etc.
Notable collaborations
01/21-Present Advancing biohybrid robots with Ritu Raman (MIT), Kit Parker (Harvard University), Shoji Takeuchi (University of Tokyo), and Eldad Tzahor (Weizmann Institute, Israel).
09/20-Present Materials and actuator design with Christoph Keplinger (MPI), Markus Grebenstein (DLR), and Dorina Opris (EMPA).
10/20-Present Robotics modeling and simulation with Zac Manchester (CMU), Wojciech Matusik (MIT), Stelian Coros (ETH), and Christian Duriez (INRIA).
01/21-Present Aerial drones with Marco Tognon (INRIA), Roland Siegwart (ETH) and Markus Ryll (TUM).
06/21-Present AI integrated into robotics with Andreas Krause (ETH) and Benjamin Grewe (ETH/UZH).
07/20-Present Industry research with Amazon Robotics, Festo, Novartis, and Japan Science + Tech. Agency.
Selected Project Grants
07/24–06/28: Electrohydraulic actuators | Funding Source: Industrial Partner | CHF 522,297
Developing safe and efficient actuators for untethered robotics.
04/23–03/27: Artificial muscles for lifelike robots | Funding Source: SNSF Mint | CHF 1,060,853
Advancing artificial muscles for lifelike robotic movement.
09/23–08/27: Bioxolography of skeletal muscle | Funding Source: SNSF Sinergia Consortium | CHF 830,459 (3 Mio total)
Leading a multidisciplinary project to develop xolographic fabrication techniques for skeletal muscle tissue.
09/22–08/25: Optimizing fluidic soft robots | Funding Source: ETH Research Grants | CHF 241’235
Exploring learning techniques for the co-optimization of fluidic soft robots.
05/23–12/24: Biohybrid patches for cardiac surgeries | Funding Source: USZ Innovations | CHF 115,957
Designing biohybrid patches for advanced cardiac procedures.
06/23–05/25: FastPoints2Mesh | Funding Source: Swiss Data Science Center | CHF 149,030
Co-leading efforts to develop efficient mesh reconstruction methods for robotics.
Mitgliedschaften
Ehrungen
| Jahr | Ehrung |
|---|---|
| 2024 | Beste studentische Publikation at ROBOVIS, Rome, Italy |
| 2022 | TED Talk "The future of machines that move like animals" |
| 2022 | TED Fellowship, TED Fellow Program, TED Conferences LLC, USA/Canada |
| 2019 | Outstanding Paper Award at IEEE RoboSoft 2019, Seoul, South Korea |
| 2014 | Tony Stark Award for Bad-Ass Live Demo, MIT MECHE Research Exhibition, USA |
| 2014 | Redtenbacher-Preis für beste Leistungen im Diplom-Ingenieur-Studium, verliehen von der Fakultät für Maschinenbau, KIT, Deutschland |
| 2009 | Grashof-Preis für herausragende Leistungen und das beste Abschlussergebnis im Grundstudium Maschinenbau, KIT, Deutschland |
Vorlesungsverzeichnis
Frühjahrssemester 2025
| Nummer | Veranstaltung |
|---|---|
| 151-0073-21L | ReefRanger |
| 151-0636-00L | Soft and Biohybrid Robotics |
| 151-0638-00L | MaP Distinguished Lecture Series on Engineering with Living Materials |