Fraunhofer IAIS

Mobile Roboterplattform für Prototypenbau in Industrie und Wissenschaft

20.03.2008 | Redakteur: Jan Vollmuth

ProfiBot-Baukastensystem von Fraunhofer IAIS: für die betriebliche und überbetriebliche Ausbildung von Mechatronikern
ProfiBot-Baukastensystem von Fraunhofer IAIS: für die betriebliche und überbetriebliche Ausbildung von Mechatronikern

Ob in Dienstleistung, Unterhaltung oder Haushalten – um schon heute die vielseitigen und komplexen Anwendungsideen für Serviceroboter realisieren zu können, bietet das Fraunhofer IAIS unter der Bezeichnung VolksBot den Entwicklungs- abteilungen der Industrie eine kostengünstige und hochflexible Roboterplattform an.

Auf dem VolksBot lassen sich kreative Einsatzideen für Service-Roboter prototypisch realisieren. Er basiert auf einem Baukastensystem, damit nicht für jede Komponentenentwicklung gleich auch das Rad neu erfunden werden muss. Die Fraunhofer-Forschung präsentiert auf der diesjährigen Hannover Messe seine ökonomische Lösung Marke „Volks(wagen)Bot“ für industrielle Prototypen-Entwickler und private Tüftler.

Auch wenn es heute erst um vergleichsweise primitive Jobs wie Botendienste, Erkundung im Gelände, Suche und Bergung von Verschütteten, Raumüberwachung mit Videoübertragung in Echtzeit oder Handreichungen im Haushalt für Menschen mit körperlichen Handicaps geht: Für jeden Serviceroboter braucht es eine komplexe Vorentwicklung eines Prototypen, um ihn auf Alltagstauglichkeit und Serienreife zu prüfen.

Viel Geld sparen ließe sich hierzu mit Roboterplattformen nach dem Baukasten-Prinzip. Die Robotikschmiede des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS bietet mit seinem neuen VolksBot ein solches modulares Baukastensystem zur Realisierung von Prototypen an. Für das industrielle Rapid-Prototyping braucht es kaum mehr als ein ausbaufähiges Basisgerät, welches ein Notebook als Steuerrechner und angetriebene Räder zur Fortbewegung aufweist.

Modulares Konzept reduziert Entwicklungsaufwand

Der Entwicklungsaufwand für den Anwender wird durch das modulare Konzept des VolksBot drastisch reduziert. So werden die zusätzlichen Kosteneinsparungspotenziale gegenüber den bisherigen Systemen auf den Faktor 10 geschätzt. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3,3 m/s und einem Gewicht ohne Notebook von etwa 4,5 kg setzt er neue Standards.

Mit diesen Fähigkeiten dient der „Volkswagen“ unter den Robotern auch als universitäre Ausbildungsplattform im Ingenieurbereich, zur beruflichen Ausbildung von Mechatronikern, aber auch dem privaten Tüftler, weil der VolksBot und seine zahlreichen Varianten als vollständig funktionsfähiges Roboter-System selbst Neulingen einen Einstieg in die mobile Robotik erlaubt.

Physical Rapid Prototyping für mobile Serviceroboter

Der komponentenbasierte Ansatz des Fraunhofer IAIS bietet offene Schnittstellen zu wieder verwendbaren Hardware- und Softwaremodulen. Wurde bisher üblicherweise ein einziger Prototyp entwickelt, der dann mit leichten Anpassungen produktreif gemacht wurde, gelingt es aufgrund der Flexibilität und Modularität des VolksBot-Systems, mehrere Prototypen zu realisieren, bevor man in die Produktentwicklung geht.

Gelenkig: Der VolksBot-XT überwindet auch Stufen
Gelenkig: Der VolksBot-XT überwindet auch Stufen

Das Fraunhofer IAIS zeigt auf der kommenden Hannover Messe 2008 ein verschiedene Servicerobotern, die aus dem VolksBot-Baukastensystem entwickelt wurden. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten reichen von der automatischen Sedimentanalyse in küstennahen Gewässern über Roboter zur betrieblichen Aus- und Weiterbildung von Mechatronikern bis zum geländegängigen Überwachungsroboter, der sogar Treppen steigt.

Der VolksBot-XT wurde für unwegsames Gelände konzipiert
Der VolksBot-XT wurde für unwegsames Gelände konzipiert

Der VolksBot-XT (eXtreme Terrain) ist eine sehr robuste Variante, die sich mit ihren adaptiven Radaufhängungen selbst in äußerst unwegsamem Gelände fortbewegen kann. Mit seinen Sensoren ist dieser VolksBot sogar in der Lage, Treppenabsätze automatisch zu erkennen und dem weiteren Treppenverlauf eigenständig zu folgen.

MarBot von Fraunhofer IAIS: Variante aus dem VolksBot-Baukastensystem zur Unterwasser-Erkundung
MarBot von Fraunhofer IAIS: Variante aus dem VolksBot-Baukastensystem zur Unterwasser-Erkundung

In Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) wurde auf Basis des VolksBot- Baukastensystems ein Unterwasserroboter namens MarBot entwickelt. Diese radgetriebene Plattform ist in der Lage, mit Ihrer Sensorik selbstständig Sedimentsanalysen auf dem Meeresboden vorzunehmen. 2008 wird das System im Flachwasserbereich vor Sylt eingesetzt werden, um große Flächen im Watt autonom zu kartografieren.

Für die berufliche Mechatronik-Ausbildung wurde auf Basis des VolksBot das didaktische Roboter-Baukastensystem ProfiBot entwickelt. Ziel des ProfiBot ist es, die berufliche Mechatronikausbildung durch ein modulares Baukastensystem für autonome mobile Roboter zu unterstützen, mit dem die verschiedenen Lernfelder der Mechatronik umfassend abgedeckt werden.

Ein Produkt aus der Fraunhofer-Forschung

Im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Kooperierende Teams mobiler Roboter in dynamischen Umgebungen“ wird der VolksBot von vielen teilnehmenden Wissenschaftlern als RoboCup-Fußballroboter oder als Serviceroboter im RoboCup@Home auf RoboCup-Turnieren in aller Welt eingesetzt.

Im RoboCup werden Roboter als Demonstrationsanwendung und Testfeld für Forschungsprojekte im Bereich der Künstlichen Intelligenz und der mobilen Robotik benutzt. Das Themenspektrum umfasst dabei unter anderem die Erforschung von Verfahren, Komponenten und Entwicklungswerkzeugen für mobile Roboterteams, die sich in dynamischen Umgebungen selbstständig und zielgerichtet bewegen sollen.

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