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This paper describes a new concept and experiences of a distributed interdisciplinary learning programme for students across continents. The aim is to provide students with a truly Global Intercultural Project Experience (GIPE) by working together with peers from around the world, and solving real-life client’s problems. We have received seed-funding for four annual projects to engage students from Germany (Europe), Namibia (Africa), Indonesia (Asia), and Peru (Latin-America). In 2020, 30 students from four continents engaged in a one-semester distributed software development project for a Namibian client. Despite Covid-19 they successfully completed the project expressing deep appreciation for the learning opportunities overcoming challenges of working across wide-spread time zones, cultures, changing requirements, and various technical challenges. Considering the vast learning benefits, we suggest to incorporate such projects in all tertiary education curricula across the globe.
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.
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
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.
Adhesive organs enable insects to reversibly adhere to substrates even during rapid locomotion. In this process a very fast but reliable change of adhesion and detachment is realised. The stick insect Carausius morosus detaches its adhesive organs by peeling them off the substrate, meaning little areas of the adhesive organs are detached one after another. For such a detachment mechanism low pulling forces are needed. A detachment mechanism as peeling seems also for artificial adhesion devices to be the easiest and the most effortless mechanism for detachment. However, artificial adhesion devices mostly exhibit a solid backing layer preventing effortless peeling. To lift up and detach a small area at the corner of an adhesion device the backing layer has to be tilted, resulting in a deformation of the whole adhesion device, which requires high forces. Subdividing the backing layer into small subunits allows a detachment of a small area at the corner of the adhesion device without deforming the rest of the adhesion device. Thereby, less force is needed to initiate and to complete detachment. To realise an easy detachment of artificial adhesion devices we constructed a holder, which gradually detaches an adhesion device from two sides off the substrate. During normal loading the subunits of the holder interlock with each other so that the pulling force is equally distributed over the whole contact area of the adhesion device ensuring maximal adhesion force. In addition, the holder can be used to increase adhesion during application of the adhesion device. When brought into contact with the substrate with lifted sides, which are lowered subsequently, air trapping is prevented and hence the area of contact can be maximised.