Fraunhofer und DFKI optimieren mit Sensorik und künstlicher Intelligenz Unterwasserrobotik
Roboter soll sich bald durch die Tiefsee tasten
Eine deutsche Forschungsallianz verleiht Unterwasser-Robotern Tastsinn. Ziel ist die bessere Orientierung in der Tiefsee, wo die autonomen oder halbautonomen Systemen Bohrinseln und Unterwasserkabel warten oder Sedimentproben entnehmen. Die Bedingungen dort sind hart: Es herrschen Dunkelheit, hoher Druck und starke Strömungen.
Statt mühsam ferngesteuert zu werden, sollen Roboter in der Tiefsee ihren Weg selbst finden: Ein
Sensor verleiht dem metallischen Gehilfen Tastsinn und hilft ihm, seine Umgebung auch in der
Tiefsee autonom zu erfassen. "Ein Bauteil dieses Tastsinns ist ein Dehnungsmessstreifen", erklärt
Marcus Maiwald, Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM in Bremen.
Gemeinsam mit seinen Fraunhofer-Kollegen und den Mitarbeitern des Bremer Labors des Deutschen
Forschungszentrums für künstliche Intelligenz (DKFI), hat er das Modell eines feinfühligen
Unterwasserroboters entwickelt. "Stößt der Roboter gegen ein Hindernis, verzerrt sich der
Dehnungsmessstreifen und der elektrische Widerstand ändert sich. Das Besondere an unserem
Messstreifen: Statt ihn aufzukleben, drucken wir ihn auf – so können wir den Sensor auch auf den
gewölbten Oberflächen des Roboters anbringen."
Eine einzelne gedruckte Bahn ist nur wenige zehn Mikrometer breit, also etwa halb so dünn wie
ein menschliches Haar. Dadurch lassen sich die Messstreifen dicht nebeneinander aufbringen, der
Roboter kann genau feststellen, wo er ein Hindernis berührt. Eine Verkapselung schützt den Sensor
vor dem Salzwasser.
Um die Messstreifen herzustellen, zerstäuben die Forscher eine Lösung mit Nanopartikeln zu einem
Aerosol. Eine Software steuert den Aerosolstrom an die richtige Stelle. Fokussiergas ummantelt den
Strahl und sorgt so dafür, dass dieser nicht auffächert. Auf der Messe Sensor und Test vom 26. bis
28. Mai in Nürnberg stellen die Forscher einen Unterwasserroboter in Krakenform vor, der mit einem
gedruckten Sensor bestückt ist (Halle 12, Stand 12–688).
Die Anwendungen sind zahlreich: Die feinfühligen Unterwasserroboter können Bohrinseln warten
oder Sedimentproben einsammeln. Künftig – so hoffen die Forscher – sollte es auch möglich sein,
dass der Sensor zwischen der Strömung und einem Hindernis unterscheidet.
http://llschnuerer.cmpdm.de//articles/technische_systeme_koennen_planen_und_ueberlegen:/2009005/31927700_ha_LL.html">Technische
Systeme können planen und überlegen
http://llschnuerer.cmpdm.de//articles/hannover_messe_exzellenz-cluster_lehren_roboter_kognitive_kompetenz:/2009005/31927701_ha_LL.html">Hannover
Messe: Exzellenz-Cluster lehren Roboter kognitive Kompetenz
Das
Robotiklabor des Deutschen
Zentrums für künstliche Intelligenz arbeitet laut Lab-Chef Professor Frank Kirchner "an
Unterwasser-, Weltraum-, Produktions- und Logistikroboter sowie Systeme für Sicherheit und Search
and Rescue". Dabei ist die DFKI-Unit sehr breit aufgestellt. "Ein Bereich entwickelt komplexe
elektronische Schaltungen – die Programmierung der Logikbausteine und die Auslegung von ASICs gibt
es nicht von der Stange", so Kirchner. "Als zweites designen wir mechanische Teile – komplexe
humanoide Roboter können leicht Freiheitsgrade von über 50 haben." Der Kernbereich jedoch ist die
Informatik mit Programmierung und Integration der kompletten Systeme – und als vierte Kompetenz
entstehen neurowissenschaftliche Methoden der Analyse und des Verstehens biologischer Gehirne. Das
Lab ist an die Uni Bremen angebunden.
Rochus Rademacher/CZ
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