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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie