wie ist ein humanoid roboter aufgebaut?

[skullmonkee]

Hallo,

Mich würde mal interessieren, wie so ein humanoid Roboter aufgebaut ist. Sprich, was für elektronische Komponenten er besitzt, was für Sensoren etc für einen ferngesteuerten humanoid Roboter notwendig sind und wie er zusammengesetzt ist. Am besten wäre irgendein bauplan etc. Hat jemand schon einen solchen Roboter gebaut oder kennt sich damit aus?

Mit freundlichen Grüßen,
Skullmonkee

[Geistesblitz]

Die Frage ist genauso zu beantworten wie die, wie denn wohl Außerirdische konkret aussehen. Es gibt einfach nicht DEN humanoiden Roboter, sondern haufenweise mehr oder weniger ausgereifte Konzepte, die alle gemein haben, komplex und teuer zu sein (zumindest die interessanten Modelle). Was willst mit dem denn später einmal machen bzw. was soll er können?

[robosapiens]

Ein weiterer Aspekt, ist die Frage der Programmiersprache. Manche systeme lassen sich besser oder auch schlechter mit einer bestimmten Programmiersprache programmieren. Was ich damit sagen will, solltest du deinem Humanoiden Roboter ein Raspberry Pi verbauen (wie ich es tue) würde ich dir raten es in Python zu programmieren, da dies viele tun und man dadurch viele gute Anleitungen und Hilfestellungen im Internet findet.

Was den mechanischen Teil angeht, würde ich dir raten den Roboter aus Aluminium Teile herzustellen. Außerdem musst du bedenken, dass die Beine "leicht" sein sollten wegen der Masseträgheit, aber auch nicht zu leicht, dass er zu instabil wird.

[skullmonkee]

...die alle gemein haben, komplex und teuer zu sein (zumindest die interessanten Modelle). Was willst mit dem denn später einmal machen bzw. was soll er können?

Vom Aufbau her habe ich an einen roboloiden bzw ähnlichen roboter gedacht.
Er braucht nicht sonderlich viel künstliche Intelligenz besitzen, sondern soll sich später manuell durch eine fernsteuerung steuern lassen bzw laufen usw. Bedeutet, er braucht nur das nötigste an Sensoren, sprich gyrosensor etc. Was denn genau ist denn so komplex an einem humanoid Roboter? Ich kann mir vorstellen, dass die Programmierung sehr schwer ist und die Balance zu halten. Ich habe gelesen, dass die servos das teuerste sein sollen. Die anderen Teile kann man ja für einen Prototypen mit einem 3d Drucker ausdrucken.
Was die Programmiersprache betrifft, werde*ich es mit python nochmal in Betracht ziehen und das rapsberry pi im Hinterkopf behalten.

[robosapiens]

Die Servos gehen gut ins Geld! Man darf aber auch die vielen Kleinigkeiten nicht vergessen, wenn man wie ich ein Budget hat :)
Folgende Servos verwende ich:
Hüfte: 2x https://www.flymex.net/servo/hitec/digital/servo-hitec-hs-5955-tg-113955-multiplex/a-2706/
weitere: 4x http://www.hitecrc.de/store/product.php?productid=21158

Von diesem Servotyp habe ich 6 Stück für die Arme gekauft: http://www.ebay.de/itm/Servo-MG995-Digital-Metall-Getriebe-TowardPro-Gear-fur-13kg-15-kg-MN-/331208134997?pt=RC_Modellbau&hash=item4d1d8b1155
Musste feststellen, dass die Servos ziemlich gut sind! Veilleicht probierst du auch mal diese Servos aus...

Habe so "teure" Servos gewählt, weil ich einen möglichst geschmeidigen Bewegungsablauf hinkriegen wollte. Ob sich das bezahlt macht, kann ich erst sagen wenn die Programmierungsphase abgeschlossen ist :)

[skullmonkee]

Vielen dank für deine Tipps :)
Die servos sind tatsächlich sehr teuer, kannte bisher nur die günstigeren Varianten der rc helis usw.
Aber werde mal gucken, was sich machen lässt.
Du kannst mir ja mal bescheid geben, wenn die programmierphase abgeschlossen ist und die Ergebnisse teilen. :D

[oberallgeier]

Vom Aufbau her habe ich an einen roboloiden bzw ähnlichen roboter gedacht ...Was ist ein roboloider Roboter?? Ich hab keine Ahnung was das sein sollte.


... braucht nicht sonderlich viel künstliche Intelligenz besitzen, sondern ... fernsteuerung steuern lassen bzw laufen usw. Bedeutet, er braucht nur das nötigste an Sensoren ...Wieviele Kanäle hat die Fernsteuerung - oder soll sie mal haben? Sprich: wie viele Einzelbewegungen denkst Du dann zu steuern? Und wie willst Du mit zehn Fingern (oder wie viele hast Du?) viele Bewegungen in unterschiedlichen Kombinationen steuern? So ein Modellflieger wird fünf bis sechs Funktionen gleichzeitig/simultan steuern können, in einer ganz bestimmten Zusammenstellung. Das reicht bei einem Humanoiden allenfalls fürs Kopfschütteln - und wohl nicht mal um zwei Arme gleichzeitig wirklichkeitsähnlich zu heben.

Wir wolln mal nicht davon ausgehen, dass Du annähernd so viele Einzelbewegungen einbaust wie ein Mensch hat - alleine das Gesicht hat rund 50 (FÜNFZIG) Muskeln. Mein Roboterkopf ArchieK (Video) (https://www.youtube.com/watch?v=Kt4UiEaTicc) hat nur zehn Servos für "alles" (übrigens reichten mir für diese Aufgabe die Servos aus der fünf-Euro-Klasse) - und das war schon ne Heidenarbeit die so zu programmieren, dass die Bewegungen glatt, harmonisch und mit wirklichkeitsähnlichen, variablen Geschwindigkeiten ablaufen. Übrigens variiere ich nur die Geschwindigkeit der Servos - für eine Verbesserung der "Geschmeidigkeit" brauche ich noch ne Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsrampe für die Servos - und das ist noch mehr Aufwand.

Die ganze Arbeit an dem Kopf hat mich ein paar hundert Stunden gekostet, dabei sind nur wenige Bewegungsmuster als Task per Fernsteuerung abrufbar. Aber aus Deinem andern Thread hatten Dir ja schon viele erfahrene Leute hier ziemlich deutlich beschieden, dass Du Dir die ganze Bandbreite Deines Vorhabens mal vorstellen sollst. Es gibt hier im Forum ja kaum jemand, der sich an so ein komplexes Projekt wie es Dir vorschwebt (alleine) heranwagt. Wäre es da nicht sinnvoll erstmal ein gehendes "Hüftgelenk" zu bauen? Sozusagen der Roboter ohne Oberleib . . . ?

[i_make_it]

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[Geistesblitz]

Gut, man muss ja nicht das Rad neu erfinden. Ferngesteuerte Humanoide wurden schon von einigen gebaut, insbesondere gibt es da in Japan Roboterkämpfe, wo häufiger mal solche Typen auftreten (Bild (http://unclebobtech.com/wp-content/uploads/2013/11/6873519808_a941c4571e_z_large_verge_medium_landsca pe.jpg)). Jedenfalls würde wahrscheinlich das Programm auf so einem Gerät dann so aussehen, dass die Signale, die von der Fernsteuerung kommen, irgendwie interpretiert und mit einem Laufalgorithmus in Beinbewegungen übersetzt werden müssten. Um das richtig hinzubekommen, vergeht schon einiges an Entwicklungsarbeit, selbst wenn man schon gut programmieren kann. Solche Roboter haben dann aber auch meist ziemlich große Füße, dann ist das mit der Regelung nicht mehr so kritisch. Wenn du das nicht willst, müsste da jede Menge Forschungsarbeit reingesteckt werden. Damit ließe sich bestimmt schon eine Doktorarbeit füllen.

Wie die anderen aber auch schon andeuten, so ein Projekt ist nix, womit man in das Hobby einsteigen sollte. Ich bin jetzt schon ein paar Jährchen dabei und hab bisher eigentlich nur Programmierung von Controllern, ansteuerung von Motorern, auslesen von einigen Sensoren und sowas gemacht, bisher aber noch kein wirkliches Projekt (ausgenommen von meinem Roboterarm, der aber auch nur so halb zufriedenstellend funktioniert). Wenn man aber diese einzelnen Sachen beherrscht, dann fällt es einem auch leichter, sie zu konkreten Projekten zusammenzusetzen und kann auch den Aufwand dahinter besser einschätzen. Ich kann dein Interesse an solchen Robotern ja durchaus verstehen. Ich hab auch noch vor, mir mal irgendwann einen Hexapod zu bauen, allerdings hab ich bier durchs Forum auch schon mitbekommen, was da alles schon an Planung fällig wird. Aufhalten kann dich hier aber eh keiner, nur Vorwarnen ;)

[skullmonkee]

Was ist ein roboloider Roboter?? Ich hab keine Ahnung was das sein sollte...

...Wieviele Kanäle hat die Fernsteuerung - oder soll sie mal haben? Sprich: wie viele Einzelbewegungen denkst Du dann zu steuern? Und wie willst Du mit zehn Fingern (oder wie viele hast Du?) viele Bewegungen in unterschiedlichen Kombinationen steuern...

...Wir wolln mal nicht davon ausgehen, dass Du annähernd so viele Einzelbewegungen einbaust wie ein Mensch hat...

Der roboloide ist keine Art eines humanoid roboters sondern ein Roboter von der Firma trossen robotics.
Bei den Händen hätte ich an die Roboterhand melissa/godhand gedacht:

http://technabob.com/blog/2009/09/07/god-hand-robot-hands-crafthouse/

Man kann doch die servos so programmieren, dass sie sich wie bei einem rc heli in verschiedene Richtungen bewegen. Wenn man dann die einzelnen Bewegungen der servos in einzelne, komplexere "zusammenbindet" (->Beispiel: rc heli rotorkopf) hätte man dann doch die Bewegungen die man braucht.

[oberallgeier]

... Man kann doch ... einzelnen Bewegungen der servos in einzelne, komplexere "zusammenbindet" ... die Bewegungen die man braucht.Gut, machs. Meist kommt man weiter (auch gegen die Argumente der Ratgeber) wenn man die eigenen Vorstellungen ausprobiert. Machs - und berichte.

[i_make_it]

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[malthy]

<OffTopic>

@ i_make_it: hast Du eine Homepage auf der Du Deine Sachen präsentierst? Mir macht es immer viel Spass Konstruktionen anderer Leute anzusehen, gerade wenn dann noch eine gewisse persönliche Historie zu erkennen ist :-)

</OffTopic>

[oberallgeier]

... 1982 war ich bei humanoiden Robotern ... Handstudie gebaut ... 3-Finger Hand ...[Noch´nOT]Großes Kompliment! *grübel*murmel*1982* ... Und heute bist Du dann schon fast da (http://spectrum.ieee.org/img/bionic_man-1360233362221-1360257396523.jpeg) *gg* ??[/OT]

[skullmonkee]

@i_make_it: Vielen dank für deine detaillierte Antwort!
Ich hatte nicht vor, komplexe Bewegungen durchzuführen, die Hand gibt es ja online zu kaufen, die könnte man sich dann auch mal näher anschauen und möglicherweise modifizieren. Vielmehr hatte ich vor, kleine schwerter usw mit einem 3d drucker zu drucken, dann mit einem Magneten zu versehen und dann an die Hand auch einen Magneten anzubauen, sodass keine greifbewegungen notwendig sind. Das nächste problem sind die Bewegungen und vor allem flüssige Bewegungen. Das ist dann aber eine Sache der programmierung. Was ich sagen will ist, dass ich keinen Menschen 1:1 nachbauen möchte sondern einfach nur einen Roboter mit menschenähnlichen Zügen, sprich arme, Beine und Kopf. Mehr nicht, keine komplexen Handlungen, erst mal nur laufen und vielleicht auch noch arme bewegen.

[i_make_it]

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[skullmonkee]

*...Schwerpunktsverlagerung. Lass dir von jemanden mal an jedes Bein eine Dachlatte binden die hinter deinem Rücken bis zum Kopf gehen. dann nimm mal in jede hand eine volle 2Liter Flasche und hebe die hoch in dem du den ausgestreckten Arm vor dem Körper anhebst ohne ohn zu beugen. Dabei bewegen sich die 2Kg immer weiter von deinem Körper weg und verlagern so den gesammtschwerpunkt. Wir gleichen das normalerweise aus indem wir uns leicht nach hinten lehnen und die Fußzehen mehr durchdrücken. Ohne diesen Ausgleich fallen wir um...

Ich schätze mit einem gyrosensor alleine ist es nicht getan?
Ich werde beim Aufbau wahrscheinlich etwas umdenken und designen müssen, damit der Roboter nicht direkt umfällt.

[i_make_it]

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[oberallgeier]

... heute ... habe ich mich auf ganz kleine Brötchen verlegt. Einzelne Sensor Projekte und ... von Zeit zu Zeit etwas experimentieren ...Aber das ist ja genau der Punkt, den wir versuchen dem TO nahe zu legen! Und es ist genau der Punkt mit dem man wirklich vorankommt. Zwei, drei Meilensteine bis zur Idealvorstellung und dazwischen diese ganz kleinen Schritte/Brötchen!

Nochmal Kompliment für die fachmännisch gebaute Holzhand; mein Archie hat ja genau so ein Vorbild (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Johnny5_03.jpg/220px-Johnny5_03.jpg) - vom Nummer 5 ("Short Circuit"). Mal sehen wie ich das fabriziere und zum Bewegen bekomme.

[i_make_it]

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[oberallgeier]

Die Hand hat 14 Freiheitsgrade. Ich hatte in meiner Lehre drei Fingerglieder aus Alu gefräst ...
14 Freiheitsgrad sind ja etwas viel. Ich hoffe, dass ich für meinen (bei Archie sowieso minimalistisch ausgerichteten) Ansatz mit weniger auskomme.

Bowdenzüge gibts heute ziemlich feingliedrig - z.B. als Schaltzüge für Fahrräder. Aber ich suche noch ein bisschen am Markt rum. Steifigkeit und Leichtgängigkeit sollten gehen.

Wie hattest Du die Verbindung (Lagerung) der Finger realisiert? Derzeit ist meine Planung in einem Dummy stecken geblieben, den ich für die MakerFaire2014-Hannover gemacht hatte. Original und Kopie im Bild. Im Oberarm habe ich neben der 10-Servo-Platine noch Platz für 5, 6 kleine Servos . . . ohne Vorstellung, wie dann die Kraftübertragung weiter geht. Aber ähnliche Funktionen sind ja schon im Kopf (von Archie) verbaut -- Video 0:20 .. 0:30 (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=574467&viewfull=1#post574467).

Und mal ein Vergleich: Original und kleine Kopie

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[i_make_it]

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[Rabenauge]

Joe: im Modellbaubedarf gibts Nylon-Bowdenzüge (z.B. bei Graupner, Krick....) die bestehen aus nem dickeren Aussenrohr und nem dünneren Innenrohr. Gibt zwei oder drei verschiedene Stärken.
Die haben, im Gegensatz zu Fahrradzügen, u.U. Vorteile: ins Innenrohr _kann_ man noch nen dünnen Stahldraht einschieben, was sie steifer macht. So gehts auch mal nen Stück ohne Aussenrohr. Ausserdem übertragen sie Schub evtl besser als Fahrradseile. Und: sind ohne die Stahldraht-Verstärkung recht biegsam, auch mit Aussenhülle.
Dünner als Fahrradseile sind sie, trotz Aussenhülle, auch.
Auch kann man diese Kunstoffhüllen mit Seilzügen kombinieren, (innen normalen Fahrradzug rein). Da muss man halt bisschen rumsuchen, welches Seil in welche Hülle passt.
Geh mal in nen gut sortiertes Modellbaugeschäft (ich sags ungern, aber Conrad z.B. hat da so einiges), und schau dir die Dinger mal an.
Aber grad bei Conrad pass auf: die haben die auch in "Chinaqualität"-die taugen deutlich weniger als die guten.

[i_make_it]

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[oberallgeier]

... im Modellbaubedarf ... Nylon-Bowdenzüge (z.B. bei Graupner, Krick....) ...
Bei einer taktil greifenden Hand würde ich nicht einen Bowdenzug für Zug und Druck nehmen um Umkehrspiel auszuschließen ...Danke für Eure Ratschläge. Sly - ich würd gleich zum C laufen - aber das sind schlappe 180 km (Luftlinie). Egal, ich bin noch nicht wirklich in Eile.

An taktile Elemente denke ich noch nicht, aber danke i_make_it für Deine Erinnerung zum Umkehrspiel. Vorerst werde ich froh sein, Form und Bewegungsablauf einigermassen in Griff zu bekommen - ohne viel Sensorik. Wie es dann weiter wird erst später geplant - ich weiß ja auch noch nicht wie ich zeitlich vorankommen werde. Aber ich schau mich um z.B. hier:

......http://www.bionic-robotics.de/typo3temp/_processed_/csm_Motiv-Roboterarm-ohne_-Umhausung_MG_6012-6014_6023_comp_RGB_RZ_cd939fcb3e.jpg
Abkupfern ist bei meinem Hobbyprojekt keine Sünde ;.-.)

Bowdenzüge werde ich - zumindest die unverspannte Version - eher wenig einsetzten. Bowdenzüge ohne Verspannung werden vermutlich noch mehr wackeln als z.B. mein aktueller Kopf-Dreh, der mit einer Stoßstange zwischen Servohorn und Antriebshebel arbeitet. Das geht nur bei mäßigem Tempo gut; der Umbau steht deswegen und wegen eines größeren Schwenkwinkels bei mir recht weit oben auf der Vorhabenliste.

[Rabenauge]

Da wackelt nix, sei beruhigt. Ich steuere mit den Dingern Modellsegler, die mal eben bisschen was jenseits der 200 km/h durch die Gegend brettern-mir _einem_ Bowdenzug pro Ruder, wohlgemerkt-also auf Zug und Druck.
Da wäre jedes Wackeln tödlich-fürs Modell und diverse Maulwürfe.:cool:
Allerdings sind die dann innen schon grösstenteils mit Stahldraht versteift.
Aber: man könnt sie ja vorspannen, das geht schon mit simplen Gummiringen.
Dann wären aber vermutlich Fahrradseile besser-die dünnsten sind deutlich flexibler, jedenfalls ohne Hülle. Gibt auch noch dünnere Edelstahlseile (ich glaube, bis nen halben mm Durchmesser runter sogar).

[oberallgeier]

Da wackelt nix, sei beruhigt. Ich steuere mit den Dingern Modellsegler, die mal eben bisschen was jenseits der 200 km/h ...Danke, ja, stimmt. Das Doofe am aktuellen Fall ist zu viel von allem: Toleranzen und bewegte Masse. Modellsegler . . . hmm . . . mir war mal eine 6kg-Nurflügler-Eigenkonstruktion beim ersten Windenstart/Jungfernflug bei reichlich mehr als 150 m GND in der ersten Kurve nach dem Ausklinken abgekippt (überzogen). Also schnell aus dem Trudeln in nen Sturz und gaaanz vorsichtig abfangen. Als der dann in 1 m GND zwischen den Kühen auf der Weide durchgepfiffen war (Nasenkante Kohle), hatte ich schon die Schlagzeile gesehen: Kuh von Modellflieger erschlagen. Aber es ging alles bestens, butterweich und flatterfrei. Und nach der Höhenformel waren`s satte zweihundert.


... Aber: man könnt sie ja vorspannen, das geht schon mit simplen Gummiringen ...Mal so: die aktuelle Konstruktion ist total schlampig. Die Schubstange wackelt im Servohorn und im angetriebenen Hebel. Der Gummiring als Antiwackel hilft, aber die Masse des Kopfs ist mit guten 300 g doch zu viel für den CarsonBilligMini. Und noch mehr Dämpfung bremst den Servo zu stark. Schließlich: es ist ja schön, wenns immer wieder was zu verbessern gibt.

[i_make_it]

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