Intelligente Mini-Roboter für Forschung und Fussball.

Der kleine Roboter namens DARwIn-OP (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence-Open Platform) wird vor allem für Forschungs- und Bildungszwecke eingesetzt. Er lässt sich vom Benutzer ganz einfach nach dessen Vorstellungen programmieren – denn das System basiert auf Open Source. maxon-Motoren sorgen für die präzisen und sehr schnellen Bewegungen des Roboters.

Gefördert von der National Science Foundation (NSF) in den Vereinigten Staaten wurde DARwIn-OP durch die „Robotics and Mechanisms Laboratory“ der Virginia Tech (RoMeLa) in Zusammenarbeit mit der Universität von Pennsylvania, der Purdue Universität und dem südkoreanischen Unternehmen ROBOTIS entwickelt. Der Miniroboter basiert auf der preisgekrönten Darwin-Serie, die bereits seit 2004 entwickelt wird. Die extrem hohe Bewegungsfreiheit des Roboters verdankt er ROBOTIS.

Der rund 45 cm grosse Roboter verfügt über hochentwickelte Sensoren und hat die Fähigkeit, dynamische Bewegungen auszuführen. So ist er in der Lage sehr schnell zu laufen (24cm/sec und mehr), er spricht und hört, verarbeitet Prozesse, kann sich selbst wieder ausbalancieren und arbeitet völlig autonom. Eins seiner grössten Hobbys ist Fussball spielen. Im Juni 2012 setzte sich das Team Darwin gegen 24 internationale Teams durch und gewann den RoboCup in Mexiko City.

Das Besondere an dem humanoiden Roboter ist seine offene, modulare Struktur, welche es erlaubt leicht Veränderungen vorzunehmen. DARwIn-OP ist eine komplett offene Plattform, bei der Hard-und Software beliebig modifiziert und verschiedene Software-Implementierungen möglich sind (C ++, Python, LabVIEW, MATLAB, etc.). Zudem sind alle CAD-Daten für die Teile des Roboters und Anleitungen für Fertigung und Montage online kostenlos verfügbar. Im Inneren des Humanoiden ist ein Computer eingebaut, der wie ein herkömmlicher PC über alle Anschlüsse, wie Ethernet, USB und HDMI verfügt. Durch eine im Kopf integrierte USB-Kamera kann er Gegenstände orten und so beispielsweise auch den Ball bei einem Fussballspiel erkennen.

Das Unternehmen ist Hersteller der sogenannten Dynamixel-Aktuatoren, welche von zahlreichen Universitäten und Forschungszentren weltweit bei der Entwicklung eigener Roboter eingesetzt werden. Dynamixel sind exklusiv für Roboter hergestellte Smart-Aktuatoren mit voll integrierten DC-Motoren. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Präzision, ihre Qualität sowie durch ein breites Funktionsspektrum aus. Diese All-in-One Antriebsmodule mit eingebauten Controllern verfügen über zahlreiche Feedback-Funktionen (Positionsbestimmung, Geschwindigkeit, Eingangsspannung, interne Temperatur), die über ein Netzwerk gesteuert werden. Die Dynamixel-Aktuatoren werden mithilfe von RoboPlus, der kostenlosen grafischen Programmiersoftware von ROBOTIS programmiert. DARwIn-OP ist ein sehr gutes Beispiel, wie intelligent ein Roboter mithilfe der Aktuatoren agieren kann.

Verwendet werden die Antriebsmodule beim Bau von Roboterarmen, mobilen Robotern sowie menschenähnlichen Robotern. In jeder Dynamixel-Einheit kommt ein RE-max-Motor von maxon motor zum Einsatz. Die verwendeten RE-max-Motoren erreichen dank ihrer Neodym-Magnete eine hohe Leistung, die von 0,75 bis 22 Watt reicht. Drei verschiedene Varianten der maxon-Motoren kommen in dem kleinen Roboter zum Einsatz. Darunter auch der RE-max 24, der durch die Anpassung des Antriebsritzels speziell für die Anwendung modifiziert wurde. Im DARwIn-OP-Roboter sind insgesamt 20 Dynamixel MX-28 verbaut, zwölf Stück für die Arme, sechs für die Beine und zwei für die Bewegung des Halses. Robotis hat sich für maxon-Motoren entschieden, da diese trotz ihrer geringen Grösse und des geringen Gewichts sehr leistungsstark und gleichzeitig sehr robust und langlebig sind.

Roboter im Gleichgewicht
Über einen Akku erfolgt die Stromversorgung des Roboters. Mit einer Batterieladung kann der 2,9 Kilogramm schwere DARwIn-OP rund 30 Minuten lang die unterschiedlichsten Bewegungen ausführen. Selbst ein Kopfstand ist möglich. Um dabei aber nicht das Gleichgewicht zu verlieren, sorgen drei Gyrosensoren (Balance Sensor Modul) für die richtige Balance (siehe Video).

 © maxon motor ag

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