Mobilen Robotik

10 Jahre LEGO Mindstorms

Arne am 27.02.2009 um 22:32 Uhr - zum Artikel

Montage: LEGOMontage: LEGO

LEGO Mindstorms ist zehn Jahre alt. 1998 kamen die ersten Versionen auf den Markt. Damals in den Versionen 1.0 bis 2.0 noch kabelgebunden, mittlerweile in der neuen Version LEGO Mindstorms NXT, die sowohl zur Programmier- als auch zur Laufzeit auf Kabel zwischen PC und Steuerbaustein verzichten kann.

LEGO Mindstorms hat Einzug nicht nur in Kinder- und Wohnzimmer erhalten, sondern auch in die Forschung. Ganz wie es von Anfang an von LEGO und dem MIT gedacht war. Rapid Prototyping ist mit LEGO Mindstorms einfach und schnell zu erledigen und hat dadurch viele Robotikprojekte in Freizeit und Forschung vorangebracht.

Herzlichen Glückwunsch!

Zu dem Anlass ein Video des Nachfolgers der legendären LEGO-Mindstorms-Autofabrik: die LEGO-Mindstorms-Flugzeugfabrik. [1] Zu Beginn können die Farben der einzelnen Flugzeugkomponenten gewählt werden, danach baut die Fabrik das Flugzeug vollautomatisch zusammen:

LEGO-Mindstorms-Flugzeugfabrik
Black NXTBlack NXT

Zum Jubiläum hat LEGO übrigens eine eng limitierte Edition ganz in schwarz herausgebracht, Black NXT.

Zu beziehen direkt im Lego-Shop oder via Amazon.

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In der Fabrik stecken nach Angabe der Erbauer ca. 8000 € und 2000 Stunden Arbeit.

Rundumsicht mit sechzig Kameras

Arne am 27.02.2009 um 17:45 Uhr - zum Artikel

Foto: 3k-panoFoto: 3k-pano

Bei der Recherche nach omnidirektionalen Foto- bzw. Videosystemen erwartet man typischerweise entweder ein Stativ, dass eine Kamera automatisch in geeigneter Art und Weise dreht und kippt und die resultierenden Aufnahmen zu einem Rundumsicht zusammensetzt oder man erwartet ein sogenanntes katadioptrisches System. Das ist im Wesentlichen ein gekrümmter Spiegel, der vor die Linse einer Kamera gesetzt wird und dadurch eine Rundumsicht erlaubt. Ähnlich der Abbildung rechts.

Wenn man Glück hat, stößt man allerdings bei technischen Recherchen auch mal auf Ungewöhnliches, Überraschendes. So kann man bei der Suche nach Omni-Kameras zum Beispiel auf die folgende Variante stoßen, die nicht eine Kamera mit Spiegel, sondern direkt 60 Kameras für die Rundumsicht kombiniert:

Kamerasystem „Jupiter“, Foto: ViewplusKamerasystem „Jupiter“, Foto: Viewplus

Diese Konstruktion ist eine Variante der ASTRO Sensor Series der Firma ViewPLUS und des HOIP-Projekts. [1] Zu sehen sind 20 sogenannte Stereo-Units bestehend aus drei Kameras, die auf eine Metallschiene montiert sind.

Der Vorteil der Konstruktion gegenüber einem katadioptrischen System, also einer einzelnen Kamera mit Spiegel, ist die viel höhere Auflösung und natürlich die Fähigkeit, Tiefenbilder aufzunehmen, die Umgebung also 3-dimensional wahrzunehmen. Erstaunlich und verschwenderisch erscheint die Konstruktion trotzdem.

Es geht übrigens noch absurder. Ein kleinere Versione mit nur 12 Stereo-Units, also 36 Kameras, haben sich die Japaner kurzerhand auf einen Helm gebaut und aufgesetzt. Ich wäre sehr an Kurzfilmen interessiert, die damitentstehen und ahne schon erste Anwendungen in der Erwachsenenunterhaltungs-Branche.

Kamerasystem „Venus“, Foto: ViewplusKamerasystem „Venus“, Foto: Viewplus

Das Problem ist dabei allerdings die Form der Darstellung. Bildet man das kugelförmige Rundumbild auf eine ebene Fläche (z. B. Monitor) ab, wird es sehr verzerrt und weniger ansehnlich.

Mehr (auch technische) Informationen zu dem Kamerasystem, dem HOIP-Projekt und möglichen Anwendungen findet sich hier: Environmental Sensing Technology (Japanische Seite, maschinell übersetzt ins Deutsche).

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Die Projektseite stand ursprünglich auf Englisch zur Verfügung, ist jetzt allerdings nur noch auf Japanisch abzurufen. Hier die maschinelle Übersetzung ins Deutsche.

Robot American Football

Arne am 17.02.2009 um 20:10 Uhr - zum Artikel

Roboter-Fußball ist mittlerweile bei zahlreichen nationalen und internationalen Wettbewerben vertreten und ein Publikumsmagnet. Weniger bekannt ist Robot American Football, das nicht Fußball, sondern American Football als Sportart zum Vorbild hat.

Wer den gemütliche Roboter-Fußball kennt, bei dem Aibos aufeinander zu kriechen, sich regelmäßig gemächlich umsehen und neu aufstellen, wird – ähnlich wie bei den menschlichen Vorbildern – die Gemeinsamkeiten mit Robot American Football suchen müssen.

Körperkontakt ist bei dem Spiel (vor)programmiert. Hier stürzen sich die Roboter in hoher Geschwindigkeit aufeinander zu, Roboter werden umgestürzt, es fliegen Bauteile durch die Gegend … kurzum: es ist wild!

Das folgende Video zeigt aktuelle Aufnahmen eines japanischen Wettbewerbs diesen Monats:

Robot Football 2009

Robot Football wird seit 1995 ausgetragen, 2005 wurde in Singapur der Robot Football World Cup ausgetragen. Gespielt wird es (noch) nahezu ausschließlich in Japan.

Mehr Videos bei robots dreams.

Und hier die offizielle Website zu Robot American Football. (Japanisch)

Charles Darwin und die Robotik

Arne am 12.02.2009 um 16:05 Uhr - zum Artikel

Quelle: Golem ProjectQuelle: Golem Project

Heute vor 200 Jahren kam Charles Darwin zur Welt. Vor 150 Jahren veröffentlichte er „Ursprung der Arten“ und begründete damit die Evolutionstheorie.

Herzlichen Glückwunsch, Charles Darwin.

Und aus gegebenem Anlass das beeindruckende Video des Golem Project, das – ähnlich wie SETI@home – viele tausend Privatrechner nutzte, [1] um Kreaturen evolutionär zu entwickeln.

Einige der Kreaturen wurden in einem 3D-Drucker ausgedruckt und sind zum Ende des folgenden Videos zu sehen:

Golem Evolutionary Robotics
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Das Projekt Golem@Home wurde eingestellt, als man erkannte, dass eine weitere Steigerung der CPU-Power nicht unbedingt geeignet ist, komplexere Systeme hervorzubringen.

Dampfgetriebener, ferngesteuerter R2D2

Arne am 05.02.2009 um 21:02 Uhr - zum Artikel

Auf der Website CrabFu SteamWorks ist ein dampfgetriebener und ferngesteuerter R2D2 zu sehen. Das Modell trägt die passende Bezeichnung R2S2 (R2 Steam 2) und wird mit einer integrierten Dampfmaschine betrieben. Der Erbauer hat für das stimmige Gesamtbild darüber hinaus noch Holzverzierungen und Dampfdruckanzeiger angebracht.

Das Gerät ist im folgenden Video in Aktion zu sehen:

R2 Steam 2 von CrabFu SteamWorks

Mehr zum R2 Steam 2 gibts hier: R2S2.

CrabFu SteamWorks bietet noch eine Menge weiterer fancy Dampfmaschinen. Mein Favorit ist der ebenfalls ferngesteuerte, mit zwei Dampfmaschinen befeuerte 32-Füßler Steam Centipede. [1] Eine Übersicht über die verschiedenen steam toys gibts hier.

Via BotJunkie.

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„Centipede“, engl.: „Tausendfüßler“

Roboter auf Nahrungssuche

Arne am 03.02.2009 um 13:50 Uhr - zum Artikel

Robot Technology und Cyclone Power Technology wollen einen energie-autarken Roboter bauen. Die Idee ist ein Roboter, der sich selbst Biomasse (also z. B. Holz und Pflanzen) sucht und einen Verbrennungsmotor zur Energiegewinnung in sich trägt. Die Idee verfolgt Robot Technology schon seit 2003, 2008 ist die DARPA dem Projekt beigetreten.

Eine Übersicht über die Idee und die einzelnen Hardwarekomponenten gibt es in dieser Präsentation (pdf, 2,8 MB).

Der Rumpf ist das Multifunction Utility/Logistics and Equipment Vehicle (MULE [1] ) von Lockhead Martin, die Verbrennung geschieht in der Waste Heat Engine ein 6-Zylinder-Allesfresser von Cyclone Power.

Es wurde sogar breits eine Skizze angefertigt, die allerdings nicht dem tatsächlichen Prototyen entsprechen muss:

Möglicher EATR-Prototyp, SkizzeMöglicher EATR-Prototyp, Skizze

Zu erkennen ist in dem Entwurf das MULE-Chassis, die Verbrennungsmaschine, sowie einen Greifer mitsamt Kettensäge, um die Biomasse der Maschine zuzuführen sowie offenbar eine Rampe, um iRobots PackBots [2] zu transportieren.

Optimistischen Berechnungen zufolge sollen die Roboter aus eineinhalb bis fünf Kilogramm Vegetation eine Kilowattstunde erzeugen und damit drei bis zwölf Kilometern weit fahren können. Alternativ erhält er dadurch eine Standby-Zeit von über 80 Stunden oder eine Einsatzzeit bis zu 75 Stunden. 70 kg Biomasse sollen die Robot-Plattform 160 km weiter bringen können. Die Rechnungen dürften allerdings eine gute Portion Optimismus der Projektbeteiligten enthalten.

Ist die Technik marktreif, gibt das der Idee von autonomen Robotern enormen Vortrieb. Es wirft aber gleichzeitig auch neue Fragen der Ethik auf: Darf der Roboter sich ein kleines Kätzchen mit großen Kulleraugen in den Tank schmeißen, wenn die Mission aus Mangel an Energie zu scheitern droht?

Oder Soylent Green?

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Lockhead Martin: Multifunction Utility/Logistics and Equipment Vehicle
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iRobot: PackBot

Beeindruckende Performance bei Kollisionsvermeidung

Arne am 30.01.2009 um 12:13 Uhr - zum Artikel

Die californische Robotikschmiede Willow Garage stellt in einem Video ihre jüngsten Fortschritte in der Kollisionsvermeidung vor. Die Kollisionsvermeidung betrifft den Manipulator, also den Roboterarm, und zeigt eine beeindruckende Performance zur Vermeidung von Zusammenstößen in Echtzeit. [1]

Im folgenden Video ist zu sehen, wie der 7-DOF-Roboterarm [2] eine Bewegung ausführen will und dabei der Weg des Arms zur Laufzeit mit Hindernissen verstellt wird. Der Roboter ist in der Lage, zwanzig bis fünfzig mal in der Sekunde seine Wahrnehmung der Umgebung zu aktualisieren and daraufhin neue Pläne für den Weg seines Arms unter Vermeidung von Kollisionen zu entwerfen.

Wie sich der Arm mit dieser Technik um die Hindernisse und Personen herumschlängelt (zum Ende des Videos) ist wirklich cool:

Willow Garage: Dynamische Kollisionsvermeidung

Mit im Team und anfänglich links im Bild ist übrigens Radu Rusu, Doktorand an der TU München bei Prof. Michael Beetz.

Via robots.net.

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Willow Garage: Dynamic Obstacle Avoidance Demo
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Der Roboterarm hat insgesamt sieben Freiheitsgrade.

Wired for War – Roboter für den Krieg

Arne am 24.01.2009 um 15:31 Uhr - zum Artikel

Roboter werden mehr und mehr vom Militär entdeckt, das gilt insbesondere für Drohnen, also unbemannte Flugzeuge, die zur Aufklärung und für Kämpfe eingesetzt werden.

Lt. Gen. Norman Seip von der US Air Force erklärt, dass bereits im folgenden Jahr mehr Drohnen als bemannte Fluggeräte angeschafft werden sollen:

Next year, the Air Force will procure more unmanned aircraft than manned aircraft. I think that makes a very pointed statement about our commitment to the future of [unmanned aircraft] and what it brings to the fight in meeting the requirements of combatant commanders.

Lt. Gen. Norman Seip – via gorobotics.net

Unabhängig von der Meinung, die man zu Robotern zum Zwecke der Kriegsführung hat, zeigt dies, wie wichtig es ist, sich mit dem Thema auseinanderzusetzen. Die von Noel Sharkey angestoßene Diskussion zu Roboterethik schießt möglicherweise etwas über das Ziel hinaus, ist aber ein guter Anhaltspunkt.

Wired for WarWired for War

Wer einen tieferen Blick in die Thematik der Militär-Roboter erhalten will, dem sei das kürzlich erschienene Buch Wired for War (Inhaltsverzeichnis und zugehörige Website) von P. W. Singer empfohlen.

A military expert reveals how science fiction is fast becoming reality on the battlefield, changing not just how wars are fought, but also the politics, economics, laws, and ethics that surround war itself.

Buchbeschreibung „Wired for War“

Frei übersetzt:

Ein Militärexperte zeigt, wie Science-Fiction zunehmend Realität in Kampfeinsätzen wird und dort nicht nur die Art zu kämpfen, sondern auch Politik, Wirtschaft und Ethik des Krieges verändert.