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 Mit Nanopartikel-Tandems gegen den Herzinfarkt
01.12.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Virtuelle Realität für Bakterien
01.12.2017 | Institute of Science and Technology Austria

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: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik