Robotik-Blog

Zukunft der Fertigung?

Arne am 15.09.2009 um 15:45 Uhr - zum Artikel

Motoman hat mit seinen Robotern in letzter Zeit schon gezeigt, wie man kochen oder Cocktails zubereiten kann, hier zeige ich jetzt ein etwas realistischeres Video diesen Jahres von Motoman. Der Roboter setzt in dem Video einen Bürostuhl aus seinen Einzelteilen zusammen.

Motoman baut einen Bürostuhl zusammen

Dies ist eine Arbeit wie sie genau so in der Fertigung getan wird, allerdings hauptsächlich von geübten Personen. Der Roboter setzt den Stuhl in dem Video mit beeindruckender Eleganz zusammen und arbeitet dabei mit beiden Armen parallel. Dies führt zu seltsam vertrauten, menschenähnlichen Griffen und Bewegungen.

Das kommt nicht von ungefähr, denn diese Roboterarme haben 15 Freiheitsgrade und damit ungefährt so viele wie ein menschlicher Arm. Dass sie so hübsch parallel arbeiten (der eine Arm hält zum Beispiel den Stuhl fest, während der andere Arm schraubt), sieht man bislang selten. Das liegt vor allem an dem gesteigerten Programmier- und Rechenaufwand zur Kollisionsvermeidung, lässt man zwei Roboterarme im gleichen Arbeitsraum miteinander arbeiten.

Es ist leicht vorstellbar, dass Roboter in Zukunft bei solchen Arbeiten eingesetzt werden. Mit all ihren bekannten Vorteilen für den Arbeitgeber gegenüber menschlichen Arbeitern: Kein Gehalt, 24-Stunden-Schichten, 7-Tage-Woche, …

Via Planet Robotics und BotJunkie.

Roboter: BigDog, Taizo und FINE

Arne am 13.09.2009 um 18:09 Uhr - zum Artikel

Die Zahl der Roboter steigt kontinuierlich und immer schneller. Nicht nur Roboter in der Forschung, sondern auch in der Anwendung. Bei Industrierobotern ist das nun schon seit einigen Jahren der Fall, mittlerweile kommen aber auch – wenngleich bislang hauptsächlich in Japan und Südkorea – autonome, mobile Roboter hinzu. Etwa Spielzeug- und Therapieroboter, sowie Roboter für den Ottonormalverbraucher, wie zum Beispiel Staubsauger-, Wisch- und Rasenmäh-Roboter.

Um diese Entwicklung etwas im Auge zu behalten will ich im Folgenden regelmäßig in einer Übersicht neue Roboter vorstellen. In diesem ersten Teil werde ich mit einem Roboter beginnen, der nicht neu ist, über den ich aber schon seit längerer Zeit schreiben wollte, weil er unheimlich beeindruckend ist: BigDog. Außerdem ein Gymnastiktrainer und ein fahrender Feuerlöscher.

BigDog

BigDogBigDog

BigDog wurde 2005 im Auftrag der DARPA von Boston Dynamics, der NASA und der Harvard University entwickelt. Der Roboter wurde für das Militär quasi als modernes Maultier entwickelt. Er ist ca. 6 km/h schnell und kann 150 Ki­lo­gramm auf seinem Rücken tragen.

BigDog ist ein vierbeiniger Roboter, der vor allem durch seinen dynamischen Gang auffällt. Im folgenden Video ist zu sehen, wie er durch verschiedene Terrains marschiert und dabei widrigen Bedingungen ausweichen muss. Er geht über unsicheren Untergrund wie Schnee und Laub oder wird während der Bewegung gestoßen. Sieht man den Roboter mit dem Untergrund kämpfen und stolpern, wirkt er fast lebendig. Die Szene im Video, in der BigDog auf Glatteis ausrutscht, stolpert und sich wieder fängt, wirkt so realistisch, dass ich es beim ersten Ansehen fast beängstigend fand. Die Szene findet sich ca. ab Minute 1:25 im Video und lässt einen unbewusst daran zweifeln, dass dies wirklich eine Maschine und kein Tier ist.

BigDog in verschiedenen Terrains

Eine Weiterentwicklung von BigDog, die nicht so laut, dafür aber deutlich leistungsfähiger sein soll, ist bereits in Entwicklung.

Taizo

Taizo, GymnastiktrainerTaizo, Gymnastiktrainer

Taizo ist ein relativ junger humanoider Roboter. Er er­in­nert optisch an einen Astronaut in Clownschuhen und ist als Gymnastik-Lehrer für ältere Japaner kon­stru­iert. Er ist 20 Zen­ti­me­ter groß, wiegt 7 Ki­lo­gramm und kann mit seinen insgesamt 26 Gelenken ver­schie­de­ne gym­nas­ti­sche Übungen vortanzen.

Taizo wurde vom National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) entwickelt und turnt die Übungen sowohl im Stehen als auch im Sitzen auf seinem Stühlchen, das er mitbringt. Er soll im nächsten Jahr für ca. 8000 US-Dollar zu kaufen sein.

Unter dem Namen HRP-2m Next gibt es den Taizo auch nackt, also ohne das lustige Kostum, für Forschung und Lehre.

Taizo als Gymnastiktrainer

FINE

FINEFINE

FINE, First INtelligent Extinguisher („Erster, intelligenter Feuerlöscher“), ist ein Design-Konzept für einen autonomen Feuerlöscher. Der Roboter ist ein kleines Gefährt, das einen Feuerlöscher in sich trägt. Der Feuerlöscher kann im Normalfall einfach entnommen und zum Löschen benutzt werden. Bricht das Feuer allerdings aus, wenn gerade niemand zu Hause ist, nimmt FINE das Problem selbst in die Hand.

Entwickelt von Benjamin Davoult und Baptiste Lanne und ausgezeichnet mit dem James Dyson Award. Das nachfolgende Video zeigt, wie der Einsatz des Roboters aussehen soll:

FINE beim Löscheinsatz

Via Planet Robotics und Plastic Pals.

Secrets of Movement

Arne am 06.09.2009 um 13:22 Uhr - zum Artikel

Robert Full über „Secrets of Movement“Robert Full über „Secrets of Movement“

Der Biologe Robert Full hat auf einer der wunderbaren TED-Konferenzen einen fan­tas­ti­schen, inspirierenden Vortrag darüber gehalten, wie er und seine Truppe einen Roboterfuß nach dem Vorbild ver­schie­den­ster Tiere konstruiert haben.

Er beschreibt anschaulich mit vielen Bildern, Musik und Videos, welche überraschenden Erkenntnisse sie gesammelt haben, welche lustigen Experimente sie gemacht haben und wie die Ergebnisse sich mittlerweile schon in mehreren Robotern wiederfinden.

Das Video ist in englischer Sprache und ungefähr 20 Minuten lang. Es gibt auf zwei Beinen laufende Oktopusse, kybernetische Krabben und einen unterhaltsam vortragenden Forscher. Anschaubefehl!

Video: Secrets of Movement von Robert Full.

Via Planet Robotics

[Linkdump] 5. September 2009

Arne am 05.09.2009 um 15:08 Uhr - zum Artikel

Robotische Links der vergangenen Tage:

Mit Elektroadhäsion die Wände hoch

Arne am 05.09.2009 um 11:35 Uhr - zum Artikel

Alle Entwicklungen der Robotik im Auge zu behalten, ist schwierig, da in den letzten Jahren – und wohl auch in den kommenden – so viel passiert. Es gibt aber einzelne Entwicklungen, die mir ganz anschaulich bewusst machen, was da in der nächsten Zeit auf uns zukommen mag. Hier ist eine davon: Roboter, die fast beliebige Materialien senkrecht hochfahren können.

Roboter klettert mit Elektroadhäsion

Ich hatte bereits in einem früheren Blogeintrag gezeigt, wie Roboter mühelos Wände verschiedener Materialen hochsteigen. Dabei waren jedoch für die unterschiedlichen Materialen verschiedene, dafür angepasst, Roboter eingesetzt. Sie verfügten entweder über hunderte kleiner Krallen, um an rauen Oberflächen zu klettern oder über kleine Saugnäpfe, um glatte (Glas-) Wänder zu besteigen.

Klettern an einer Mauer [SRI]Klettern an einer Mauer [SRI]

Was das SRI International (früher Stanford Research Institute) jetzt zeigt, ist um ein vielfaches beeindruckender. Mit den neuen Techniken findet der Roboter sowohl an glatten als auch an rauen Oberflächen Halt, und dieser Effekt kann sogar beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Die Technik nennen die Forscher Elektroadhäsion. [1] Die Technik kann so eingesetzt werden, dass der Roboter nicht klettern muss, sondern die Wände in normaler Geschwindigkeit hochfährt.

Folie trägt ein Gewicht [SRI]Folie trägt ein Gewicht [SRI]

Adhäsion ist der durch „molekulare Wechselwirkungen in der Grenzflächenschicht hervorgerufene mechanische Zusammenhalt der beteiligten Phasen“ (Wikipedia). Also der Zusammenhalt zwischen zwei Materialen durch Anziehungskräfte zwischen deren Molekülen. Während Adhäsion zwischen Flüssigkeiten und glatten Materialen stattfindet (zum Beispiel Schutzfolien auf Displays), kann die Elektroadhäsion zwischen einer großen Zahl verschieden gearteter Materialien stattfinden und durch Anlegen von Spannung sogar beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Das Prinzip ist das eines Luftballons, das man an einem Pullover reibt und dann irgendwo anheften kann. Der Roboter muss allerdings keinen Ballon und Pullover mit sich führen, sondern erledigt dies über einen Akku, den er mitführt.

Beeindruckend sind dabei vor Allem auch die Kräfte und der Energieverbrauch dieser Technik. Die Elektroadhäsionsfolie kann Kräfte bis zu 1.4 Newton pro Quadratzentimeter aufbringen und hat dabei einen Verbrauch von gerade einmal 20 Mikrowatt pro Newton. Eine Fläche von einem Quadratmeter kann dadurch über eine Tonne tragen und verbraucht dabei gerade einmal 0,3 Watt. Beeindruckend.

Mehr dazu gibts direkt beim SRI International oder als Paper bei IEEE. Im Folgenden ein paar Videos, die Roboter zeigen, die mit dieser Technik, Wände verschiedener Materialien hochsteigen:

Holz

Elektroadhäsion an einer Holzwand

Trockenmauer

Elektroadhäsion an einer Trockenmauer

Beton

Elektroadhäsion an Beton

Glas

Elektroadhäsion an Glas

Hier klettert der Roboter sogar seitwärts.

Stahl

Elektroadhäsion an Stahl

Via Planet Robotics

1
Elektroadhäsion in der englischsprachigen Wikipedia

Mein Roomba

Arne am 04.09.2009 um 11:22 Uhr - zum Artikel

Seit vorgestern besitze ich einen iRobot Roomba und habe ihn bereits vollständig in mein Herz geschlossen. Meine Wohnung ist jetzt sauberer als sonst und ich habe nicht nur dafür keinen Finger rühren müssen, sondern habe zusätzlich dazu einen autonomen Roboter in meiner Wohnung rumdüsen. Fantastisch!

Roomba 560Roomba 560

Ich habe mich für den Roomba 560 entschieden, weil dieser auf­grund der ak­tu­el­len Preis­schwan­kun­gen bei Ama­zon kurzfristig deutlich reduziert war. Was ihm ge­gen­über dem teu­re­ren Modell Room­ba 580 fehlt, ist glaube ich im We­sent­li­chen die Fern­be­die­nung. Der Roomba 560 kommt mit Timer und mit zwei Virtual Wall Lighthouses, die ich − wie gesagt − gegenüber den einfachen Virtual Walls em­pfeh­le.

Folgerichtig wurde ich heute und gestern morgen von einem Roomba geweckt, der sein Tagewerk mit einem freudigen Piepsen und ansurrenden Bürsten begann. Das geschah na­tür­lich nicht unabsichtlich, den Timer hatte ich bewusst so eingestellt − zu meiner Freude am Morgen.

Es ist ganz erstaunlich, wie schnell der Roomba eine Zimmerfläche vollständig abgegrast hat, selbst wenn das Zimmer verwinkelt und mit zahlreichen Möbeln verstellt ist. Der Roomba benutzt dabei im Wesentlichen drei verschiedene Bewegungsmuster, die er im Wechsel je nach Situation wählt, um das Zimmer zu erschließen:

  • Spiralförmig in der Mitte des Zimmers

  • Zick-Zack durchs Zimmer

  • Die Wand entlang (mal linksrum, mal rechtsrum)

Ich empfehle, die erste Säuberung in jedem Zimmer mit wachem Auge zu begleiten, um das zu tun, was man auch sonst beim manuellen Staubsaugen tut: Kleinteile aus dem Weg räumen. Roomba hat zwar auch mit kleinen Teilen wie Schrauben, kleinen Notizblöckchen usw. keine Probleme, diese landen in seinem Auffangbehälter. Man sollte es allerdings möglichst nicht riskieren, dass er sich an diesen Teilen doch verschluckt und vor allem auf Papierschnipsel und Kabel/Fäden achtgeben.

Der Roomba ist durch seine Höhe von knapp zehn Zentimetern auch in der Lage, unter die meisten Schränke, Betten und Sofas zu krabbeln. Ich habe daher bei dem ersten Lauf meines Roombas den Bereich unter meinem Bett zur Vorsicht mit einer Virtual Wall abgesperrt. Allerdings hauptsächlich, da ich annehme, dass der Roomba ansonsten in Streik getreten wäre oder eine Versetzung beantragt hätte.

Selbstständig zurück zur BasisstationSelbstständig zurück zur Basisstation

So hat der Roomba jetzt bereits zweimal via Timer seine Tour durch die Wohnung begonnen und mehrere Füllungen seines Staubbehälters aus der Wohnung befördert. Nach jeder Reinigungstour, die ich mit den Virtual Wall Lighthouses grob vorgegeben habe, kehrt er selbstständig zu seiner Basisstation zurück, um sich aufzuladen und auf den nächsten Start zu warten. Mit den Virtual Wall Lighthouses teilt man Roomba die Trennung zwischen einzelnen Räumen mit. So bleibt Roomba dann ungefähr 20 bis 25 Minuten in einem Raum und wechselt dann selbstständig in den nächsten. Zum Ende dienen die Lighthouses dem Roomba dazu, den Rückweg zu rekonstruieren und somit sicher zur Basisstation zurückzufinden.

Zu Beginn habe ich dem Roomba eigentlich die ganze Zeit zugesehen, habe die verschiedenen Reinigungsmuster beobachtet und war damit beschäftigt, ihm Hindernisse in den Weg zu stellen und zu sehen, wie er sich aus den Situation freifährt. Nachdem ich das eine verrückt lange Zeit getan habe, habe ich ihm die Küche überlassen und habe mich zurück an die Arbeit begeben. Die ganze Zeit das leise Surren im Ohr und immer die hörbare Rückmeldung, wenn er gerade wieder in der Ecke der Küche angekommen war, in der bei mir die Pfandflaschen auf dem Boden stehen. *kling* *pling*

Als ich ihn später ins Badezimmer setzte − eine ziemlich kleine Bodenfläche − schloss ich die Tür, damit er dort in Ruhe reinigen kann, ohne versehentlich den Raum zu verlassen, hier hatte ich nämlich noch kein Lighthouse aufgestellt. Nach ca. 10 Minuten hörte ich, wie Roomba sich abschaltete und mir durch ein fröhliches Piepen signalisierte, dass er den Raum nun für sauber befindet und bereit für den nächsten Raum ist.

Man, ist der Roomba cool!

Olympische Spiele für Roboter

Arne am 01.09.2009 um 12:50 Uhr - zum Artikel

7th Wonderful Robot Carnival7th Wonderful Robot Carnival

In Japan fand in diesem Jahr der 7th Won­der­ful Robot Car­ni­val statt – so­zu­sa­gen die olym­pi­schen Spie­le für hu­ma­no­ide, also zwei­bei­ni­ge, men­schen­ähn­li­che Ro­bo­ter.

Hier werden nicht wie bei den RoboGames oder dem RoboCup Roboter für eine bestimmte Disziplin, zum Beispiel Fußball, konstruiert, sondern die humanoiden treten in mehreren Disziplinen gegeneinander an. Zum Beispiel Flaschenziehen.

Beim Flaschenziehen geht es darum, dass der Roboter einen Korb mit kleinen Flaschen möglichst weit schiebt oder zieht. Die Punktzahl ist die Anzahl der Flaschen mal die Distanz. Im folgenden Video sind schön die unterschiedlichen eingesetzten Techniken zu sehen.

Flaschenziehen beim „7th Wonderful Robot Carnival“

Eine andere Disziplin ist das Würfelschieben, bei dem jede Mannschaft versucht, soviele Würfel wie möglich auf die eigene Seite zu holen:

Disziplin „Cubes“

Insgesamt gibt es fünf Disziplinen. Danach ist allerdings noch nicht der Gewinner entschieden, denn die ersten vier treten anschließend zu einem klassischen Deathmatch an, um den Sieger zu küren.

Wie lang es wohl noch dauert, bis wir von humanoiden Robotern die klassischen olympischen Disziplinen sehen? Eine ist schließlich schon vertreten: der Sprint. Wenn auch über die bislang noch wenig ehrfurchterregende Distanz von 2 Metern.

Via Botjunkie und Plastic Pals.

Roomba-Preise

Arne am 30.08.2009 um 12:31 Uhr - zum Artikel

Roomba 560Roomba 560

Wer – wie ich zur Zeit – vage mit dem Gedanken spielt, sich einen iRobot Roomba als nützliches Spielzeug zuzulegen, sollte in den nächsten Tagen die Preise beobachten, da sie sich möglicherweise kürzfristig ändern werden.

Wie Golem meldet wird aktuell die Modell- und Preispolitik des Roombas umgestellt. Der iRobot-Partner für Deutschland und Österreich, Klein & More, hat auf der IFA 2009 gezeigt, wie sich der Bezug der Roombas ändern wird. Die Modelle werden zum Teil in ihrer Ausstattung geändert und preislich angepasst. In den letzten Tagen war bei den Roombas zum Beispiel bei Amazon bereits Bewegung im Preis.

So war vor einigen Tagen für sehr kurze Zeit das Top-Modell Roomba 580 für 399 € zu haben, das sonst – und auch jetzt wieder – 499 € kostet. Leider habe ich dieses Schnäppchen verpasst. Aber auch der Preis des Roomba 560, mit ähnlicher Ausstattung, hat sich in den letzten Tagen etwas verändert. Möglicherweise weil dieses Modell in Kürze durch das Modell Roomba 555 abgelöst wird, das eine ähnliche, etwas abgespeckte, Ausstattung besitzt.

Wer über einen Kauf nachdenkt, tut also gegebenenfalls nicht schlecht daran, die Preise in den nächsten Tagen im Auge zu behalten. Dabei sollte man allerdings die Modellpolitik von iRobot nicht aus dem Auge verlieren. So ist der Roomba 520 zwar für nur 299 € lässt aber einiges an nützlichem Zubehör und nützlichen Funktionen vermissen. Man will daher eigentlich einen Roomba mit einer Modellnummer größer 550, damit virtuelle Wände zum Abtrennen Räumen und vor allem ein Timer dabei ist, mit dem man den Roomba zu einer vorgegebenen Tageszeit auf die Reise schicken kann.

Der Roomba 560 ist im Moment im Amazon Marketplace für 394 € statt der üblichen 429 € zu haben (Affiliate-Link). [1] Da das Modell auslaufen und durch den Roomba 555 ersetzt wird, ist hier vielleicht noch weiterer Preisverfall zu erwarten?! Hier will man auf jeden Fall auch noch den 560 kaufen, nicht den 555. Denn dem 555 liegen zwei normale Virtual Walls bei, dem 560 jedoch noch die – deutlich cooleren – Virtual Wall Lighthouses, die einzelne Bereiche der Wohnung abhängig vom Säuberungsstand der anderen Räume für den Roomba „freischalten“.

Zuschlagen bevor das Modell ausläuft? Oder noch abwarten?

1
Nachtrag: Das Angebot ist bereits verschwunden. Im Auge behalten!
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Nachtrag #2: Es gab ein Zeitfenster von unter einem Tag, in dem der Roomba 560 bei Amazon nur 359 EUR kostete. Da hab ich zugeschlagen. Yay!