Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher perfektionieren Gang von Robotern

03.03.2014

Maschine passt Bewegungen intelligent an Umwelteinflüsse an

Wissenschaftler des Riken Brain Science Institute http://brain.riken.jp haben die Gehfähigkeit von zweibeinigen Robotern deutlich verbessert. Das Team um Shingo Shimoda hat die Roboter so programmiert, dass sie ihre Haltung als Reaktion auf ihre Umwelt verändern können. Shimoda interessiert sich seit seiner Arbeit für die Japan Aerospace Exploration Agency http://jaxa.jp dafür, wie Roboter die notwendigen Fähigkeiten erwerben können, natürliche Lebensräume auf der Erde und auf anderen Planeten zu erkunden.


Roboter: intelligentes Gehen verinnerlicht

(Foto: S. Shimoda, brain.riken.jp)

Anpassung als Schlüssel

"Ich habe mich gefragt, warum sich kleine Tiere wie Eichhörnchen in einer natürlichen Umgebung bewegen und Nahrung finden können und warum das Computer auch mithilfe von großer Rechenleistung nicht schaffen", so Shimoda. Die Kontrollprinzipien biologischer Systeme liefern wichtige Hinweise, die eingesetzt werden können, um die gleiche Anpassungsfähigkeit auch bei Robotern zu erreichen.

Damit ein Roboter anpassungsfähig wird, muss er über Regulierungssysteme integrierter Komponenten verfügen, die als Reaktion auf die Umwelt zusammenarbeiten. Das Prinzip ist dabei das gleiche wie bei Proteinen oder Neuronen im menschlichen Körper. Die Wissenschaftler entwickelten ein implizites Lernschema, das den Kontrollsystemen im Roboter ermöglicht, einfache, reflexive Aktionen in ein differenziertes und nützliches Verhalten umzuwandeln.

Computermodell spart Energie

Ein Computermodell simuliert den natürlichen Vorgang basierend auf interagierenden Code-Strukturen. Damit kann die Kontrolle über die 36 beweglichen Gelenke des gehenden Roboters erlangt werden. Für jede Bewegung definierte man Gelenke, die gezielt dafür eingesetzt wurden, um ein Ergebnis zu erreichen. Ein Beispiel dafür ist die Bewegung der Hüfte des Beins, das einen Schritt nach vorne machte.

In einem nächsten Schritt passte das Computermodell die anderen Gelenke wie die des zweiten Beins dahingehend an, dass der Roboter stehenblieb und sein Energieverbrauch minimiert wurde. Bei ersten Tests auf dem glatten Laborboden stürzte der Roboter. Nach rund zehn Minuten war die Bewegung dahingehend angepasst, dass sich der Roboter mit rund sieben Zentimetern pro Sekunde fortbewegen konnte.

Der Roboter konnte seinen Schritt an die Anforderungen eines natürlichen Untergrundes und von Hängen anpassen. Shimoda geht davon aus, dass sich das gleiche Lernschema auch bei der Interaktion von Robotern mit Menschen anwenden lässt. "Eine wichtige Anwendung wären Armprothesen, die sich automatisch als Reaktion auf die Bewegung der verbleibenden Gelenke bewegen können."

Michaela Monschein | pressetext.redaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt
25.05.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Nanopartikel aus Kläranlagen - vorläufige Entwarnung
02.05.2018 | Universität Siegen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics