Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

CeBIT 2014: DFKI zeigt ersten Affenroboter mit beweglicher Wirbelsäule und fühlenden Füßen

05.03.2014

Welche Vorteile eine flexible Wirbelsäule und mit Sensoren ausgestattete Füße Robotern bieten, demonstriert das Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) auf der CeBIT in Hannover. Vom 10. bis 14. März zeigt der affenähnliche Roboter „Charlie“ beim Balance-Akt auf einer Wippe, wie er abrupte, schaukelnde Bewegungen abfangen und ausgleichen kann. Auch beim Gang auf vier Beinen und beim Aufrichten wird deutlich: Das DFKI hat biologisch inspirierte Bewegungsmuster für eine neue Generation von Robotern erforscht – und liegt damit im internationalen Vergleich ganz vorn. Besuchen Sie uns in Halle 9 „Research & Innovation“, Messestand F43!

„iStruct – intelligent Structures for Mobile Robots“ heißt das Projekt, in dem DFKI-Wissenschaftler gemeinsam mit Forschern der Universität Bremen den Roboter entwickelt haben. Mensch und Schimpanse dienten als Vorbild.


Der biologisch inspirierte Roboter "Charlie" kann sich dank seiner flexiblen Wirbelsäule sicher in unebenem Gelände bewegen.

Foto: DFKI GmbH/Daniel Kühn

„Charlie“ soll sich sicher und flexibel in unebenem Gelände bewegen können, z. B. bei der Erkundung von Mondkratern auf der Suche nach Wassereis. Das Vorhaben wurde vom Bundeswirtschaftsministerium über die Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit 3,3 Mio. Euro in einer Laufzeit von drei Jahren gefördert.

Bislang sind rad- oder kettengetriebene robotische Fahrzeuge beim Einsatz auf fremden Planeten energieeffizienter und leichter zu kontrollieren. Laufende Robotersysteme bieten jedoch Zugang zu schwer zugänglichem Terrain. Mit ihren Beinen und Füßen können sie gezielt Kräfte auf bestimmte Punkte aufbringen, sich so – ohne das Gleichgewicht zu verlieren – fortbewegen und Kräfte optimal einsetzen und verteilen. Damit lässt sich beispielsweise ein steiler Mondkrater herabklettern. Darüber hinaus können die Gliedmaßen für tastende und greifende Aufgaben verwendet werden.

Die Wirbelsäule und die Füße mit sich an die Bodenstruktur anpassenden Sohlen haben das Potenzial, die Mobilität des Roboters im Vergleich zu klassischen Systemen zu verbessern. In einer vierbeinigen Pose hat er einen stabileren Stand, der sich beispielsweise zur Erkundung von unebenem und unstrukturiertem Gelände besser eignet. In der zweibeinigen Pose sind erweiterte Einsatzmöglichkeiten denkbar, wie z. B. die Nutzung der vorderen Extremitäten für zusätzliche Aufgaben oder Tätigkeiten.

Ein interessanter Forschungsaspekt ist es, die Übertragbarkeit von Bewegungsmustern von Vier- auf Zweibeiner oder umgekehrt zu untersuchen. Dienen bestimmte Bewegungssequenzen aus der vierbeinigen Fortbewegung auch dem zweibeinigen Laufen in direkter oder abgewandelter Form? „Antworten darauf könnten Hinweise auf Prozesse geben, die in der Evolution des zweibeinigen Laufens stattgefunden haben“, sagt Prof. Dr. Frank Kirchner, Direktor des Robotics Innovation Center am DFKI und Leiter der Arbeitsgruppe Robotik der Universität Bremen. 

Im Detail: Wirbelsäule macht Roboter wendig

wirken trotz einer guten Einzelgelenkregelung schwerfällig und hölzern. Häufig liegt dies an einer starren Konstruktion, die mittig im Roboter angebracht ist und als Korpus dient. Abgehend davon sind in den Gliedmaßen die jeweiligen Antriebseinheiten aufgehängt.

Das vereinfacht zwar den Aufbau und reduziert die Komplexität des Roboters, aber es beschränkt die Bewegungsfreiheit und verringert die Möglichkeiten, den Kraftfluss im Roboter gezielt von den Hinterbeinen in eine Vorwärtsbewegung umzusetzen.Forscher Daniel Kühn.

Das hat zur Folge, dass auch neue Ansätze der Kraftfluss-Optimierung zur Steuerung des Roboters entwickelt werden müssen. Um die Funktionsweise der Wirbelsäule von komplexen biologischen Systemen wie Mensch oder Affe auf ein technisches System zu übertragen, analysierten die Forscher das Zusammenspiel von Knochen, Muskeln und Sehnen.

Ein weiteres, essenzielles Subsystem des Roboters ist der Fuß, der für eine effektive Fortbewegung, gute Bodenhaftung und einen robusten Stand sorgt. Hierfür wurde der entwickelte Unterschenkel mit einem aktiven Sprunggelenk und einem adaptiven Sensorfuß ausgestattet.

Über das DFKI Robotics Innovation Center

Das Robotics Innovation Center zählt zum Bremer Standort des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI). Hier und in der Außenstelle an der Universität Osnabrück entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Leitung von Prof. Dr. Frank Kirchner mobile Robotersysteme, die an Land, zu Wasser, in der Luft und im Weltraum für komplexe Aufgaben eingesetzt werden. Das erfordert sowohl ein Design nach neuesten Erkenntnissen der Mechatronik als auch eine Programmierung auf Basis komplexer, massiv-paralleler eingebetteter Systemlösungen. Das DFKI mit Sitz in Kaiserslautern, Saarbrücken und Bremen sowie dem Projektbüro in Berlin ist das weltweit größte Forschungszentrum auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz. www.dfki.de/robotik

Bildmaterial
Unter ftp://ftp.dfki.de/OUTGOING/iStruct stehen Bilder zum Download bereit. Diese können Sie mit Nennung der Quelle „DFKI GmbH“ gerne verwenden.

Videos finden Sie in der Mediathek unter www.dfki.de/robotik, Projekt „iStruct“.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Frank Kirchner
Direktor DFKI Robotics Innovation Center
E-Mail: frank.kirchner[at]dfki.de
Tel.: 0421 178 45 4100

Dipl.-Inf. Daniel Kühn
Projektleiter iStruct
E-Mail: daniel.kuehn[at]dfki.de
Tel. 0421 178 45 4109

Pressekontakt:
Team Unternehmenskommunikation Bremen
Daniela Menzel
E-Mail: uk-hb[at]dfki.de
Tel.: 0421 178 45 4180

Pressekontakt auf der CeBIT:
Team Unternehmenskommunikation
Heike Leonhard
Tel. 0174 3076888

Weitere Informationen:

ftp://ftp.dfki.de/OUTGOING/iStruct - Bildmaterial
http://www.dfki.de/robotik - Videos und weitere Informationen

Daniela Menzel | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2014:

nachricht Nachhaltigkeit mit Fokus – LZH auf der Hannover Messe 2014
24.03.2014 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Chancen der Telemedizin als Thema des IT-Planungsrates auf der CeBIT
13.03.2014 | Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2014 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuem Onlineauftritt - Lösungskompetenz für alle IT-Szenarien

16.01.2018 | Unternehmensmeldung

Die „dunkle“ Seite der Spin-Physik

16.01.2018 | Physik Astronomie

Wetteranomalien verstärken Meereisschwund

16.01.2018 | Geowissenschaften