Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Roboter aus dem Rechner

19.11.2010
Genetic Robots sind Bewegungsroboter, die sich vollständig automatisch erzeugen lassen. Die Roboterstrukturen entstehen aus genetischen Software-Algorithmen und generativer Fertigung.

Auf der Messe Euromold in Frankfurt zeigen Forscher die mobilen Maschinen vom 1. bis 4. Dezember in Halle 11, Stand D66.

Roboter spielen nicht nur in der industriellen Fertigung der Autoindustrie eine wichtige Rolle. Auch als Erkundungs-, Transport- oder Serviceroboter werden sie eingesetzt. Die Bewegungsabläufe zu modellieren, damit sie sich fortbewegen oder Gegenstände greifen können, ist eine aufwendige aber zentrale Herausforderung für Ingenieure. Dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart ist es gelungen, mit ihren »Genetic Robots« Bewegungsroboter automatisch – ohne Zutun des Konstrukteurs – von einem genetischen Software-Algorithmus konstruieren zu lassen.

Die Roboter bestehen aus zylinderförmigen Röhren mit Kugelgelenken, die je nach gefordertem Zweck und äußeren Faktoren verschiedene Formen annehmen können. »‘Bewege Dich möglichst effizient vorwärts auf einer ebenen Fläche‘, reicht als Input«, versichert Dipl.-Des. Andreas Fischer, Industriedesigner und Produktentwickler am IPA. Fitnessfunktionen im Software-Algorithmus wählen aus, mit welchen Bewegungselementen der Genetic Robot am besten auf dieser Fläche vorankommt: Die Software bestimmt die Form der Röhren, die Lage der Bewegungspunkte und die Position der Antriebe (Aktuatoren).

Basis ist eine Physic Engine, in der die wichtigsten Umgebungseinflüsse wie Reibung des Bodens oder Schwerkraft implementiert sind. Soll der Genetic Robot auch Unebenheiten verkraften, Treppen steigen oder im Wasser schwimmen, lassen sich diese Umweltbedingungen simulieren. Ergebnis ist nicht nur eine, sondern eine Vielzahl an Lösungen, aus denen sich der Konstrukteur die besten heraussucht. »Ein weiterer Gewinn ist, dass der Algorithmus oft überraschende Varianten ausspuckt – ‚Mutationen’ auf die ein Konstrukteur nicht so ohne weiteres gekommen wäre«, erklärt Fischer. Mit dem Genetic-Robots-System lassen sich auch Teilkomponenten entwerfen wie zum Beispiel Greifsysteme für Industrieroboter.

Grundlage der implementierten Bewegungsabläufe ist die Bionik. Erfindungen der Natur werden entschlüsselt und Naturgesetze ins Technische übertragen. Die so gewonnenen bionischen Strukturen werden anschließend mit generativen Technologien gefertigt. Der ursprüngliche genetische Algorithmus stammt von den US-Wissenschaftlern Hod Lipson und Jordan Pollack und ihrem Golem-Projekt. Die Software wurde von der i2p – ideas to products GmbH in Sankt Gallen in der Schweiz so weiterentwickelt, dass die Geometrien der Roboter direkt als CAD-Datei ausgegeben und von elektronischen Werkzeugmaschinen produziert werden können. Die Mechatronik, das Zusammenwirken von Mechanik, Elektronik und Informatik, sowie die Fortbewegung mittels eines generativ hergestellten Faltenbalg-Antriebs wurden am IPA geschaffen.

Auf der Messe Euromold in Frankfurt am Main zeigt das IPA vom 1. bis 4. Dezember eine vollständig genetisch erzeugte Roboterstruktur, die sich mit Hilfe der auf seinen Beinen und Gelenken angebrachten Elektronik bewegt. Besonders interessant sind die Leichtbaustrukturen, die das Gewicht der Roboterstruktur senken, ohne die Stabiltität zu beeinflussen.

Andreas Fischer | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/11/euromold-roboter-automatisch-erzeugen.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: 65 neue genetische Risikomarker für Brustkrebs entdeckt

Manche Familien sind häufiger von Brustkrebs betroffen als andere. Dies kann bislang nur teilweise durch genetische Risikomarker erklärt werden. In einem weltweiten Verbund haben Forscher nun 65 weitere Erbgutvarianten identifiziert, die zum Brustkrebsrisiko beitragen. Die Studie, an der auch Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und dem Universitätsklinikum Heidelberg beteiligt waren, wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Forscher erwarten, dass die Ergebnisse dazu beitragen, Screeningprogramme und die Früherkennung von Brustkrebs zu verbessern.

Seit Angelina Jolies medienwirksamer Entscheidung, sich vorbeugend die Brüste entfernen zu lassen, ist der genetische Hintergrund von Brustkrebs auch einer...

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fettstoffwechsel beeinflusst Genaktivität

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Forscher der Universität Hamburg entdecken Mechanismus zur Verdopplung von Pflanzengenomen

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bakterielle Toxine im Darm

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie