Justin (Roboter) - Justin (robot)
Justin (auch bekannt als Rollin 'Justin ) ist ein autonomer und programmierbarer humanoider Roboter mit zwei Armen, der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Institut für Robotik und Mechatronik in Wessling entwickelt wurde. Dieser 2009 eingeführte drahtlose Roboter kann durch Telepräsenz gesteuert werden. Diese Technologie ermöglicht es einer Person, sich von einem anderen Ort als ihrem tatsächlichen Standort aus anwesend zu fühlen.
Justin soll auf einem eigenen Satelliten montiert werden, im Orbit manövrieren und andere Satelliten reparieren. Es kann jedoch auch auf der Erde verwendet werden, um einfache Aufgaben auszuführen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) plant, bis 2014 Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation zu haben, die Justin teleoperieren .
Rollin 'Justin hat je nach Verwendungszweck einige Variationen. Beispielsweise haben einige Versionen von Justin möglicherweise keine Räder. Das DLR schuf auch Agile Justin - eine aktualisierte Version von Rollin 'Justin und 2013 TORO -, die Rollin' Justin ähnelt, außer mit Beinen anstelle von Rädern.
Zweck
Das Hauptziel bei der Entwicklung von Justin war es, neue Weltraumroboter herzustellen, die nicht nur leicht sind, sondern auch mehrere Sinne haben und von der Erde aus gesteuert werden können. Das DLR erklärte, es wolle Roboter aus "leistungsstarken Telerobotikkonzepten und Mensch-Maschine- Schnittstellen " etablieren. Schließlich hofft das DLR, dass Justin, der Roboter, sich selbst kontrolliert. Es wurde jedoch nicht viel darüber gesagt, was Justin tun könnte, wenn es sich selbst kontrollieren würde.
Eigenschaften
Justin hat viele Eigenschaften und Merkmale, die es von anderen Robotern unterscheiden.
Design
Rollin 'Justin hat einige Variationen; Justin ist jedoch immer mit zwei Händen, zwei hochauflösenden Kameras, PMD-Sensoren , einem Kopf und einem Oberkörper ausgestattet.
Justin ist mit zwei Vierfingerhänden ausgestattet, die menschenähnliche Manöver ermöglichen. Justins Arme und Hände werden mit Softwarealgorithmen oder schrittweisen Berechnungsverfahren erstellt, die es ihm ermöglichen, mit der Umgebung zu interagieren, Kollisionen mit dem anderen Arm oder der anderen Hand zu vermeiden und Aufgaben auszuführen. Der Kopf des Roboters verfügt über zwei hochauflösende Kameras, die beim Manipulieren der Arme ein Gefühl von Tiefe vermitteln. Ebenso sind die Kameras mit einer Objekterkennungssoftware ausgestattet .
Rollin 'Justin, das für die täglichen Aufgaben auf der Erde gedacht ist, verfügt über eine mobile Plattform, die Mobilität ermöglicht. Justin ist unabhängig vom System bedient und kann lange Strecken frei zurücklegen. Die mobile Plattform umfasst vier federgeborene Räder (Räder aus Federn), die eine einfache Mobilität schaffen. Diese Räder sind unabhängig voneinander mobil und entsprechen den Anforderungen, die Justins Oberkörper bei der Ausführung von Aufgaben stellt.
Die für den Weltraum bestimmte Justin-Version würde nur mit Kopf, Rumpf, Armen und ohne Räder ausgestattet sein. Infolgedessen würden die federgeborenen Räder und die mobile Plattform entfernt und Justin auf einem Raumschiff montiert.
Fähigkeiten
Rollin 'Justin repariert nicht nur Satelliten, sondern verfügt auch über viele einzigartige Fähigkeiten, die es von anderen Robotern unterscheiden. Zum Beispiel hat Justin die Fähigkeit, Flugobjekte mit einer Erfolgsquote von 80 Prozent zu fangen. Dies ist aufgrund der Kameras auf dem Kopf, der Tracking-Software und des präzisen Greifens möglich. Justins Arme bestehen aus Kohlefaser , mit der bis zu 30 kg an jedem Arm angehoben werden können. Justin kann auch Tee und Kaffee kochen und einen Pappbecher halten, ohne die Flüssigkeit über seine Hände zu spritzen. Es kann nicht nur Kaffee kochen, Justin kann auch einen Tanz von Pulp Fiction machen .
Technologie
Justins Oberkörper hat insgesamt 43 steuerbare Freiheitsgrade . Dies ist die Anzahl unabhängiger Faktoren, die die Konfiguration des Roboters definieren. Es kann nicht nur Dinge vom Boden aufnehmen, sondern auch Gegenstände in einer Höhe von etwa 2 Metern erreichen. Der Roboter verfügt außerdem über Drehmomentsensoren (ein Gerät, das die Tendenz einer Kraft misst , ein Objekt um eine Achse zu drehen) in seinen Gelenken, mit denen er seine Arme und Hände manipulieren kann. Wenn Justin in den Weltraum gehen würde, könnte dies hier auf der Erde von jemandem gesteuert werden, der ein Exoskelett trägt. Dies ist eine Kombination aus Arm und Handschuh, die eine Kraftrückmeldung hat (ein Tastsinn durch Kräfte, Vibrationen oder Bewegungen für den Benutzer). . Mit Justins einzigartiger Software können grundlegende Programmierwerkzeuge wie Matlab oder Simulink zur Steuerung verwendet werden. Wenn sich Justin in einer Haushaltsumgebung befindet, kann der Mensch dies ebenfalls über ein iPad steuern .
Technische Daten
- Durchmesser: ca. 1,7 m
Gewicht:
- etwa 45 kg
Nutzlast :
- etwa 15 kg
- 2 x 7 für Arme
- 5 für den Oberkörper
- 2 x 12 für Hände
Sensoren :
- 41 x Drehmoment (Verbindungsseite)
- 43 x Position (Motor- / Verbindungsseite)
Variationen
Auf den Justin-Roboter können einige Variationen angewendet werden. Wie bereits erwähnt, hätte der Justin-Roboter, der auf einem Satelliten montiert werden soll, keine Räder und wäre nur mit Kopf, Rumpf und Armen ohne mobile Plattform ausgestattet. Es hätte jedoch immer noch die gleichen Softwarefunktionen wie der Justin mit den Rädern, nur nicht die Mobilität. Darüber hinaus hat das DLR kürzlich zwei neue Versionen von Rollin 'Justin entwickelt - Agile Justin und Torque Controlled Humanoid Robot (TORO).
Agiler Justin
2012 entwickelte das DLR eine neue und verbesserte Version von Rollin 'Justin namens Agile Justin. Der auffälligste Unterschied zwischen Agile Justin und Rollin 'Justin ist, dass Agile Justin einen Ball werfen kann. Rollin 'Justin sorgte zum ersten Mal für Aufsehen in der Welt der Technologie, als es in der Lage war, Flugobjekte zu fangen, aber als Schritt nach oben entwickelte das DLR Agile Justin, um Objekte werfen zu können. Durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse verfügt Agile Justin nun über 1,5-mal schnellere Arme und ist mit einer neuen Busarchitektur und Radelektronik ausgestattet . Die Busarchitektur ist ein System, das Daten zwischen Komponenten innerhalb oder zwischen Computern überträgt, während die Radelektronik ein MIDI- Netzwerk (Hardware zur Steuerung der Leistung) ist, das zum Verbinden von Modulationsrädern (Prozess zum Variieren einer oder mehrerer Eigenschaften eines periodischen Signals) ausgelegt ist. Agile Justin scheint der nächste Schritt in Richtung eines humanoiden Roboters zu sein, der eine Ganzkörperkontrolle hat und Arme, Hände, Rumpf und Beine koordinieren kann (mobile Plattform) - Roboter bewegen sich ähnlicher als Menschen. Da Agile Justin jetzt Objekte werfen kann und Rollin 'Justin Flugobjekte fangen kann, können die beiden zusammenkommen und ein Fangspiel spielen.
Drehmomentgesteuerter humanoider Roboter (TORO)
Neben Agile Justin präsentierte das DLR 2013 den Torque Controlled Humanoid Robot (TORO). TORO ist ein riesiges Upgrade von Rollin 'Justin und Agile Justin. Der größte Unterschied zwischen TORO und Agile und Rollin 'Justin besteht darin, dass TORO jetzt mit zwei Beinen geliefert wird, sodass es eher wie ein Mensch als wie ein Roboter aussieht. Ebenso ist TORO jetzt mit einem neuen Kopf, einem schlankeren Oberkörper, leichten Armen und vereinfachten Händen ausgestattet. Im Vergleich zu anderen Humanoiden, die laufen können, hat TORO kleinere Füße. Dies wurde vom DLR absichtlich als Herausforderung gestellt, da der humanoide Roboter dadurch leichter Hindernisse überwinden kann. Das nächste Ziel des DLR für TORO ist es, vorausschauende und fließende Bewegungen wie das Öffnen einer schweren Tür oder das Treppensteigen ausführen zu können. Diese Aktionen können in einem dynamischen Prozess ausgeführt werden und sind Teil der TORO-Softwareprogramme. Da TORO ein neu vorgestellter humanoider Roboter ist, wird es einige Jahre dauern, bis diese Dinge fertiggestellt und perfektioniert werden können.