Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Roboter-Gelenke sind Energieverschwender

07.07.2014

Neues Steuermodell senkt Verbrauch um bis zu 40 Prozent

Flexible Gelenke von Robotern, beispielsweise in industriellen Anwendungen, sind regelrechte Energieverschwender, wie Forscher an der Universität Baskenland (UPV/EHU) http://ehu.es/en gezeigt haben.


Roboterarm: Bewegung frisst unnötig Strom (Foto: ehu.es)

Das liegt daran, dass digitale Controller die zugehörigen Motoren bislang nach einem sehr einfachen Prinzip steuern. In Experimenten mit einem neuen Steuermodell konnten die Wissenschaftler den Verbrauch von Roboter-Gelenken um bis zu 40 Prozent senken.

Wenn ein Roboter beispielsweise einen Gegenstand heben soll, müssen diverse kleine Motoren die nötigen Gelenke richtig bewegen. "Diese Motoren müssen ständig Befehle bekommen. Tatsächlich muss ein Motor jederzeit wissen, in welchem Winkel seine Achse stehen soll", erklärt Unai Ugalde, Lektor am Institut für Elektroniktechnologie der UPV/EHU.

Derzeit übliche digitale Controller geben aber nur impulsweise Steuersignale. Gerade in der Industrie befolgen die Motoren in Roboter-Gelenken einfach weiter den zuletzt erhaltenen Befehl, während sie auf neue Signale warten. Genau das ist aber offenbar gar nicht ideal.

Längeres Gedächtnis spart Strom

In einer im Magazin Control Engineering Practice veröffentlichten Studie hat das UPV/EHU-Team einen neues Steuermodell ausprobiert. Dabei merkt sich das System neben dem aktuellsten auch den vorletzten Befehl, der an einen Motor übermittelt wurde.

Mittels einer speziellen Funktion wird daraus berechnet, wie die Bewegung der Gelenke tatsächlich erfolgt. In Laborexperimenten hat sich das für robotische Ellbogen- und Handgelenke bewährt.

"Der Energiebedarf für den Betrieb der Motoren wird deutlich gesenkt", betont Ugalde. Im Versuch war der Verbrauch um bis zu 40 Prozent geringer, ohne dass dadurch die Präzision der Bewegung gelitten hätte.

Allerdings räumt der Wissenschaftler ein, dass Labortests mit einem kleinen Roboterarm letztlich unter Idealbedingungen erfolgt sind.

"Der nächste Schritt wäre zu prüfen, ob vergleichbare Ersparnisse auch auf industriellen Maßstab möglich sind", sagt er. Selbst, falls die Stromersparnis dort geringer ausfällt, wäre der Ansatz angesichts der wachsenden Verbreitung von Robotern und steigender Energiepreise dennoch interessant.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion

Weitere Berichte zu: Controller Energieverschwender Gelenke Industrie Labortests Motor Motoren Präzision Roboter Verbrauch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Körperenergie als Stromquelle
22.08.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht „Cool“ bleiben im Büro: Wasser als Kältemittel im Alltag bald vor Durchbruch?
22.08.2017 | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen