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E-Mail und die Detektive
(2014)
Das härteste Wettbewerbsumfeld ist die Natur. Ein hoher Selektionsdruck führt dort zu Organismen, die mit geringem Aufwand besser an die herrschenden Bedingungen angepasst sind, als die Wettbewerber. Die hierzu verwendeten Strategien zum Materialeinsatz sind sehr effizient und als Strukturoptimierung abstrahiert auch in der Technik anwendbar. In diesem Vortrag werden Optimierungsmethoden und Vorgehensweisen für einen effizienten Materialverbrauch vorgestellt und diskutiert.
Die Westfälische Hochschule am FB Maschinenbau - Bocholt, besitzt seit 2015 vier KUKA youBots. Diese dienen der Lehre und Forschung.
Die youBots haben veraltete interne PCs. Damit ist eine Aktualisierung auf das aktuelle Robot-Operating-System (ROS)-Kinetic nicht möglich. Die Arbeit behandelt den Umbau der PC-Hardware und die Aktualisierung der ROS-Treiber.
Mit der auf den neusten Stand gebrachten Hard- und Software, soll der youBot autonom von und zu einer Taktstraße verfahren. Dies soll mit Hilfe des AMCL-Algorithmus und der Zielvorgabe durch MATLAB geschehen.
Das Verbinden von Sensoren und Aktoren ist ein wichtiger Teil der Mechatronik. Die Automatisierung von Prozessen in vielen industriellen Zweigen nimmt stetig zu. Dazu gehört das gezielte Verarbeiten von Daten die mittels Sensoren erfasst wurden und das Berechnen von darauf resultierenden erforderlichen Aktionen.
Das thematisierte Problem, in dieser Arbeit, ist die Erkennung eines bestimmten Objekts mittels optischen Sensoren sowie die Ansteuerung eines Roboterarms.
Dies wird mittels eines Roboterarms von KUKA umgesetzt. Alle Daten bezüglich der Position des zu greifenden Objekts werden mittels einer TOF-Kamera von Orbbec erfasst und mittels MATLAB berechnet.
Dadurch, dass die Basis des Arms verfahrbar bleiben soll, kommen nur eine am Arm montierte oder eine mittels weiterer Halterung am youBot befestigter Kamera in Frage.
Doch die Fixierung am youBot wirft weitere Probleme auf:
Keinen fixen Nullpunkt, Rotation des Arms, ungenaue Positions-Wiederholgenauigkeit und weitere.
Der Schwerpunkt liegt in der Erkennung von Objekten sowie dem Ansteuern eines Roboterarms. Es wird eine Inverse Kinematik zur Berechnung der Winkelstellungen verwendet. Diese ist nur eine vereinfachte geometrische Variante, die nur in angepassten Fällen verwendet werden kann.
Mit Ausgabedatum Juli 2018 wurde die Norm DIN ISO 18457 "Bionik - Bionische Werkstoffe, Strukturen und Bestandteile (ISO 18457:2016) veröffentlicht. Aus diesem Anlass blicken wir auf die bisherigen Aktivitäten zurück, die zur Veröffentlichung von insgesamt drei grundlegenden Normen im Bereich der Bionik geführt haben.
In diesem Beitrag soll deutlich gemacht werden, an welchen Stellen eines Entwicklungsprozesses Bionik die Entwicklungsarbeit in einem Unternehmen stärken kann. Es werden die Arbeitsabschnitte benannt, in denen der Einsatz von Bionik als besonders erfolgversprechend erachtet wird, und was bei der Durchführung beachtet werden sollte. Darauf aufbauend werden konkrete Methoden benannt, die spezifisch für die Bionik sind, und erläutert, in welchen Arbeitsabschnitten ein Einsatz möglich ist.
Ameisen der Gattung Cataglyphis sind in der Lage, auf Basis propriozeptiver Signale zu navigieren. Dabei werden Odometrie und der Neigungswinkel des Untergrunds über die Beinbewegung ermittelt. Das System ist robust und funktioniert mit geringem rechnerischen Aufwand. Dadurch eignet es sich als Vorbild für die Navigation von Laufrobotern in schwierigem Gelände. Ziel ist die Entwicklung eines breit anwendbaren generischen Systems, das über ein bionisch inspiriertes Odometer verfügt. Im Speziellen wird untersucht, ob die charakterisierende Größe in der Neigungsbestimmung die in den Beinen wirkenden Kräfte sind. Die Positionierung der Kraftsensoren im Ameisenbein legt eine weitere Vereinfachung auf die in den Gelenken auftretenden Drehmomente nahe. Die Implementierung des Odometers wird in einer Simulation sowie an einer robotischen Einzelbeinplattform validiert. Vorteile dieses Systems sind die kostengünstige und kompakte Implementierung, die im besten Fall keine zusätzlichen Sensoren benötigt und eine Positionsbestimmung in Echtzeit ohne externe Infrastruktur ermöglicht
Das härteste Wettbewerbsumfeld ist die Natur. Ein hoher Selektionsdruck führt dort zu Organismen, die mit geringem Aufwand besser an die herrschenden Bedingungen angepasst sind, als die Wettbewerber. Die hierzu verwendeten Strategien zum Materialeinsatz sind sehr effizient und als Strukturoptimierung abstrahiert auch in der Technik anwendbar. In diesem Vortrag werden Optimierungsmethoden und Vorgehensweisen für einen effizienten Materialverbrauch vorgestellt und diskutiert.