Algemeen
robotaap in maanlandschap
De biologisch geïnspireerde robotaap 'Charlie' kan zich dankzij een flexibele wervelkolom stabiel bewegen in oneffen terrein (foto: DFKI).

Een flexibele wervelkolom en voeten die zijn voorzien van sensoren kunnen veel betekenen voor mobiele robots. Het Robotics Innovation Center van het Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) heeft een op een aap lijkende robot Charlie ontwikkeld die tijdens balanceeroefeningen plotselinge, schommelende bewegingen kan opvangen en compenseren. De onderzoekers hebben ook het lopen op vier poten en het rechtop gaan staan van de robotaap onderzocht.

De wetenschappers van het DFKI hebben de robotaap samen met de onderzoekers van Universität Bremen ontwikkeld binnen het project ‘iStruct – intelligent Structures for Mobile Robots’. Mens en chimpansee fungeerden als voorbeeld. ‘Charlie’ moet zich stabiel en flexibel kunnen bewegen in oneffen terrein, zoals bij de ontdekking van maankraters op zoek naar waterijs.

Robotaap klimt beter

aaprobot
De robotaap is ook interessant om de overgang van viervoeter en tweevoeter v.v. te bestuderen

Tot dusver zijn robotwiel- of rupsvoertuigen bij het gebruik op vreemde planeten energetisch efficiënter en gemakkelijker te besturen. Lopende robotsystemen bieden echter mogelijkheden op moeilijk toegankelijk terrein. Met hun benen en voeten kunnen ze gericht krachten op bepaalde punten zetten en zo, zonder het evenwicht te verliezen, vooruit komen en de krachten optimaal gebruiken en verdelen. Ze kunnen dan in een steile maankrater naar beneden klimmen. Ook kunnen de ledematen worden gebruikt voor tastende en grijpende taken.

De wervelkolom en de voeten, met zich aan de bodemstructuur aanpassende voetzolen, hebben de potentie om de mobiliteit van de robotaap in vergelijking tot klassieke systemen te verbeteren. In een vierbenige positie heeft hij een stabiele houding, die beter geschikt is voor onderzoek van oneffen en ongestructureerd terrein. In de tweebenige houding zijn verdere gebruiksmogelijkheden te bedenken, zoals de inzet van de bovenste ledematen voor aanvullende opdrachten of activiteiten.

Een interessant aspect van het onderzoek is de mogelijkheid om de overdracht van bewegingspatronen van vier op twee benen en omgekeerd te onderzoeken. Kunnen bepaalde bewegingsvormen uit de vierbenige voortbeweging ook werken voor het lopen op twee benen in een directe of aangepaste vorm? De antwoorden zouden aanwijzingen kunnen geven op processen, die hebben plaatsgevonden tijdens de evolutie naar het lopen op twee benen.

Wervelkolom maakt robotaap wendbaar

Veel bewegingen van robots, vooral op het gebied van de biologisch geïnspireerde loopmachines, functioneren omslachtig en houterig, ondanks een goede besturing van de aparte gewrichten. Vaak ligt dit aan een starre constructie centraal in de robot, die dient als lichaam. Daaraan zijn de ledematen met de noodzakelijke aandrijving opgehangen.

De constructie is eenvoudig en reduceert de complexiteit van de robot, maar beperkt tevens de bewegingsvrijheid. Ook vermindert deze oplossing de mogelijkheden van de robot om de specifieke energiestroom naar de achterbenen gericht om te zetten in voorwaartse beweging.

De flexible iStruct wervelkolom laat de beweging toe in zes ruimtelijke richtingen. Als gevolg daarvan kunnen nieuwe benaderingen voor het optimaliseren van de energiebenutting voor het besturen van de robot worden ontwikkeld. De onderzoekers analyseerden het samenspel van botten, spieren en pezen om de functies van de wervelkolom van complexe biologische systemen, zoals bij de mens of de aap, om te zetten op een technisch systeem.

Een ander essentieel subsysteem van de robotaap is de voet, die zorgt voor een effectieve voortbeweging, goede grip en een stevige stand. Het onderbeen werd daarom uitgevoerd met een actieve enkel en een adaptieve sensorvoet.

Verder beeld- en ook videomateriaal van de robotaap vindt u op de website van het Robotics Innovation Center.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven