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Schwarmbildung mit selbstanordnenden Robotern

15.02.2006


Unter der Schirmherrschaft des Projekts SWARM-BOTS wurde eine neue, einfache, insektenartige Robotertechnologie entwickelt: der S-Bot, der sich aus preisgünstigen Teilen zusammensetzt und für Anwendungen in der Schwarm-Robotik dienen soll.



Die Entwicklung und Einführung des Swarm-Bots, einem Artefakt aus 35 S-Bots, ist eine der wichtigsten Neuentwicklungen im Rahmen des Projekts SWARM-BOTS. Diese Kolonie besitzt die Eigenschaft erhöhter Selbstorganisation und die Fähigkeit zur Selbstanordnung, um sich eigenständig an ihre Umwelt anzupassen.

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Die technischen Bestandteile eines S-Bots basieren auf einem TREEL-Differenzialantriebssystem, das aus Ketten und Rädern (TREEL - TRacks and whEELS) besteht. Mit Unterstützung durch die Motorsteuerung kann sich der S-Bot mit jedem Treel im Gelände bewegen oder auf der Stelle drehen. Über eine motorisierte Achse kann die Motorbasis mit den Treels mit Rücksicht auf den Hauptkörper des S-Bots drehen.

Es gibt zwei Arten möglicher physischer Verbindungen zwischen den S-Bots: eine starre und eine halbflexible Verbindung. Starre Verbindungen können mit Hilfe eines Greifers eingerichtet werden, der an einer horizontalen, aktiven Achse montiert ist. Dieser Greifer hat eine große Reichweite, was sicheren Griff aus verschiedenen Winkeln ermöglicht und währenddessen bei Bedarf auch ein weiterer S-Bot angehoben werden kann.

Die flexiblen Arme hingegen werden durch drei Motoren am Hauptkörper angetrieben, was die Integration halbflexibler Verbindungen erlaubt. Der Arm kann auch in drei Freiheitsgraden seitliche und senkrechte Bewegungen mit Aus- und Einfahroptionen vollführen.

Jeder S-Bot bildet einen vollständig unabhängigen mobilen Roboter, der eigenständig navigieren, seine Umwelt erkennen und Objekte greifen kann. S-Bots können miteinander über weiterentwickelte Sensoren kommunizieren und sich entweder starr oder flexibel zusammenschließen, um einen Swarm-Bot zu bilden.

Auf der Grundlage einer dezentralisierten, adaptiven Steuerungsarchitektur in Anlehnung an das Verhalten von Ameisenkolonien können S-Bots komplizierte Aufgaben, so z.B. Erkundungen, Navigation und Transport von schweren Gegenständen durch sehr unebenes Gelände, erfüllen. Potenzielle Anwendungsgebiete können die halbautomatische Weltraumerkundung, Rettungssuche oder Unterwassererkundung sein.

Es wird eine Zusammenarbeit mit einem Unternehmen aus den Branchen Verbraucherelektronik (Reinigung), Logistik, Gütertransport oder auch Spezialerkundung angestrebt. Der Partner sollte gewillt sein, ein wirtschaftliches System für Transport, Überwachung, Erkundung bzw. Reinigung aufzubauen.

Prof. Dario Floreano | ctm
Weitere Informationen:
http://www.epfl.ch

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