humanoide Roboter [Archiv]

HannoHupmann

11.03.2015, 14:52

Sensoren sind genug vorhanden und bekannt, die Genauigkeit reicht völlig aus.
Die Rechenleistung reicht auch aus, Geschwindigkeit und Arbeitspeicher sind kein Problem.

Zwei Punkte kommen hauptsächlich zu Tragen:
Mechanik:
Unser Muskel- Skelettaufbau ist hoch komplex und extrem optimiert. Er kann Energie kurzzeitig zwischen Speicher und für die nächste Bewegung verwänden. Er kann sehr gut Schockbelastungen abfedern, dämpfen und kompensieren. Der Energiespeicher ist optimal über den ganzen Körper verteilt. Ein paar Millionen Jahre Evolution haben dafür ausgereicht.
Bisher werden humanoide Roboter mit Motoren (Rotationsantriebe) entwickelt und nicht mit "Muskeln", es ist sehr schwierig diese Antrieb bei Schockbelastungen zu dämpfen oder die Energie kurzzeitig zwischen zu speichern.
Kurzum: Mechanisch ist der Mensch den Robotern noch weit voraus. Vielleicht wird es bald besser geignete Materialien und Antriebe geben, dann wird auch die Performanze ähnlicher zum Menschen.

Steuerung:
Die schiere Komplexität des Systems "Zweibeiner" führt dazu, dass sie sich so schlecht bewegen.
Im Prinzip braucht ein humanoider Roboter für jedes Gelenk (sieben pro Bein) einen Satz an Sensoren und einen entsprechende Regelalgorithmus (jeweils mit P, I und D Anteil für die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung). Hinzu kommen noch paar übergeordnete Gesamt-System Algorithmen. Als ich mich am DLR mit einer zweibeinigen Laufmaschine (Diplom-Arbeit) beschäftigt habe, bekam ich einen kleinen Einblick. Die ganze Mathematik die Lage, Position, Geschwindigkeit und Co beschreibt ist relativ einfach. Das ganze in ein Regelsystem zu überführen, macht es komplex. Es sind allein für die Beine und den Körper über >126 Regelparamerter die alle zueinander in Relation stehen und sauber eingestellt werden müssen. Die Mathematik und Algorithmen sind allen bekannt, das Feintuning macht die Kunst. Beachte, die >126 Parameter können nicht einer nach dem anderen eingestellt werden, sondern verändert man Parameter 1, dann müssen auch alle anderen entsprechend angepasst werden.

Der Mensch stimmt sein System in einem Jahr soweit ab, dass er von krabbeln zu laufen kommt. Danach muss er noch ein paar mal Nachjustieren, da sich die körperlichen Parameter verändern (Wachstum). Für diese ganzen Abstimmarbeiten spendiert sich der Humanoide ein eigenes Gehirn, welches im Gegensatz zu heutigen Robotersystem selbstlernend ist.

Das DLR ist als eines der ersten Institute von Positionsgeregelt auf Kraftgeregelt übergegangen. Damit wird es etwas besser.

PS: Zur Verdeutlichung zwei Übungen:
1) Energiespeicher / Mechanik: Kniebeuge vs. "hochspringen, in die Knie gehen und wieder hochdrücken" --> Der Kraftaufwand für das Erste ist viel größer, als für den zweiten Bewegungsablauf. Für einen Roboter ist Kniebeuge einfach aber die Bewegung zwei schier unmöglich

2) Steuerung: Versuch den Bewegungsablauf "Laufen" so genau wie möglich zu beschreiben, wobei für jedes Gelenk im Bein eine eigene Beschreibung anzufertigen ist, was es tun muss. Sprich z.B: Kniegelenk: Bewegung von Position 0° um 20° nach vorn, bei Geschwindigkeit 0,5 °/sec, Beschleunigung 0,5 °/sec².

Karl1000

11.03.2015, 15:07

unter schlecht verstehe ich in
1) "unnatürlich".
2) unflexibel wenn sie angestoßen werden oder beim gehen gehalten(gebremst) werden.
3) in unebenem Gelände noch dazu in Kombination zu 2)

Grundsätzlich ist der Gag eines Androiden ja sich von einem Menschen möglichst wenig zu unterscheiden, also mal auf die Bewegung bezogen.
und da ist man IMHO meilenweit davon entfernt.

- - - Aktualisiert - - -

DLR == deutsches Institut für Luft und Raumfahrt ?

naja der Petman hat "Muskeln" in Form von Hydraulikzylinder die mit Druck beaufschlagt werden. sieht trotzdem bescheiden aus und säuft 13KW Strom.
Wie willst du denn mit Servomotoren samt vorgeschaltetem Getriebe eine Kraftregelung realisieren? Die Motoren laufen schnell und sind daher rotationsträge.

Was erstaunlich ist. ein Gockelhahn geht wesentlich eleganter über den Misthaufen als es irgendein Robi tut.
Und auf die Frage die nach der exakten Mathematik(ich habe versucht ihn nach einem Misthaufengang zu interviewen) kam nur ein hochmotiviertes Krähen.

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zu Rückspeicherung von Energie:
die kontraktilen Sarkomere der Muskulatur können keine Spannungsenergie zwischenspeichern. Es ist nur so, dass die exzentrische Kraft der Muskulatur weit höher ist als die konzentrische.
vor allem ist die exzentrische Kraft nicht geschwindigkeitsabhängig. die konzentrische sehr wohl. darum kann man problemlos von einer Mauer springen aber nicht mehr hinauf. Einzig die Sehnen können beim Menschen etwas Energie zwischenspeichern, aber ist eher wenig. Beim Känguru ist das anders.
soviel dazu.

Peter(TOO)

11.03.2015, 15:30

Hallo Karl,

Mechanik:
Unser Muskel- Skelettaufbau ist hoch komplex und extrem optimiert. Er kann Energie kurzzeitig zwischen Speicher und für die nächste Bewegung verwänden. Er kann sehr gut Schockbelastungen abfedern, dämpfen und kompensieren. Der Energiespeicher ist optimal über den ganzen Körper verteilt. Ein paar Millionen Jahre Evolution haben dafür ausgereicht.
Bisher werden humanoide Roboter mit Motoren (Rotationsantriebe) entwickelt und nicht mit "Muskeln", es ist sehr schwierig diese Antrieb bei Schockbelastungen zu dämpfen oder die Energie kurzzeitig zwischen zu speichern.
Kurzum: Mechanisch ist der Mensch den Robotern noch weit voraus. Vielleicht wird es bald besser geignete Materialien und Antriebe geben, dann wird auch die Performanze ähnlicher zum Menschen.

Nachzutragen wäre noch, dass der Antrieb (Muskeln) eigentlich doppelt vorhanden ist.
Ein Muskel setzt sich aus zwei unterschiedlichen Muskelfasern zusammen:
1. Sehr schnelle, welche aber nicht ausdauernd und auch nicht so kräftig sind.
2. Langsame, kräftige und ausdauernde.

Hinzu kommt noch, dass sich dieser "Antrieb" den Umständen anpassen kann. Je nachdem was man dauernd macht oder auch trainiert, passt sich das Verhältnis dieser beiden Muskelfasern über die Monate an. Im Alter gibt es dann eine generelle Verschiebung zu den langsamen Muskelfasern.
Das Anpassen ist generell ein Nachteil der Roboter. Auch die Knochen sind nicht wirklich fix, auch diese passen sich den auftretenden Kräften an und werden dauernd optimiert. Wenn du also Gewichte heben gehst, werden die dabei belasteten Knochen mit der Zeit auch kräftiger, nicht nur die Muskeln.

Damit ein Robi da mithalten kann, müsste man auch zwei Antriebssysteme einbauen, also noch mehr Energieverbrauch und der Robi wird noch schwerer.

Lassen wir uns mal überraschen wie das in 20 Jahren aussieht!
Bedenke mal, was vor 20 Jahren möglich war und was heute machbar ist.

MfG Peter(TOO)

Karl1000

11.03.2015, 15:35

zum Thema vor 20 Jahren, also so Mitte der 90er Jahre alo um 1995. Da gabs auch schon schnelle Pentiums die auch mit der heutigen Software kaum ausgelastet wären. Vor allem nicht auf Assemblerbasis.
Servoantriebe gabs auch und auch Positionssensoren und Tachos. Also wäre es wohl vor 20 Jahren auch gegangen, oder täusche ich mich da?

Peter(TOO)

11.03.2015, 17:14

Hallo,

zum Thema vor 20 Jahren, also so Mitte der 90er Jahre alo um 1995. Da gabs auch schon schnelle Pentiums die auch mit der heutigen Software kaum ausgelastet wären. Vor allem nicht auf Assemblerbasis.
Servoantriebe gabs auch und auch Positionssensoren und Tachos. Also wäre es wohl vor 20 Jahren auch gegangen, oder täusche ich mich da?

Naja, Silizium gab's auch schon vor dem Germanium-Transistor, zudem dienten die Versuchen, welche zur Entdeckung des Transistor-Effekts führten, eigentlich dazu Feldeffekt-Transistoren herstellen.
Patente und einzelne Muster von Schaltelementen, welche den Feldeffekt nutzen, gab es schon um die Jahrhundertwende.
Germanium hat man auch nur genommen, weil man Silizium-Einkristalle technisch noch nicht mit der nötigen Reinheit herstellen konnte.

Bei den Robis fehlte vor allem einiges an Verständnis für die Bewegungsabläufe. Hier hat vor allem die Bionik einen grossen Anteil an wissen geliefert. Teilweise fehlten auch brauchbare Sensoren, nur um später zu erkennen, dass es auch einfacher geht :-(

Beim Kamera-Autofokus ging man lange auch in die falsche Richtung. Die Idee war, dass das Auge irgendwie die Entfernung über den Winkel der beiden Augen bestimmt und so fokussiert. Stereoskopische optische Entfernungsmesser gab es damals schon seit ewigen Zeiten.
Irgendwer fragte sich dann, wie einseitig blinde eigentlich fokussieren? Dabei entdeckte man, dass bei optimalem Fokus auch der Kontrast einen maximalen Wert hat. Hätte man alles schon viel früher haben können, an der Technik lag es damals nicht!

Wenn Kennedy nicht die Vorgabe geliefert hätte, wäre möglicherweise bis heute noch kein Mensch auf dem Mond gewesen.

Im technischen Museum in München steht eine Drehbank für Kanonen aus dem Mittelalter, alles aus Holz.
Da ist schon alles vorhanden, was bei einer modernen, nicht CNC, Drehbank heute auch vorhanden ist.
Man hätte also schon vor 500 Jahren eine moderne Drehbank aus Metall bauen können .....
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehmaschine#Geschichte

Die Deutschen hätten damals als Erste die Atombombe haben können, aber man hat gar nicht in diese Richtung geforscht. Die damaligen deutschen Atomphysiker waren direkt nach dem Krieg in England, mit Rundumüberwachung, interniert. Als sie von der ersten Atombombe über Japan gehört hatten, konnten sie in etwa einer Woche die dazu nötigen Theorien entwerfen und lagen, z.B. bei der kritischen Masse, gar nicht weit neben der Realität obwohl sie das Ganze nur theoretisch angehen konnten...

Die nötige Technik ist das eine, etwas auch umzusetzen aber etwas ganz anderes!

MfG Peter(TOO)

i_make_it

12.03.2015, 08:31

Also Hond ist mit dem E0 1986 an die Öffentlichkeit getreten.
29949
und die erste Asimo Gerneration gab es 2000.

http://world.honda.com/ASIMO/history/index.html

Dafür schlägt sich der Homosapiens doch schon ganz gut im Schöpfer spielen. Wenn man sieht was wir in 29 Jahren geschaft haben und dagegen die Zeit stellen die die Natur mit Versuch und Irrtum gebraucht hat uns hervorzubringen.
Wenn man die gleichzeitige Entwicklung von Aktoren, Sensoren, Rechenleistung, Energiespeichern und mathematischen Grundlagen sieht, merkt man das sich erst jetzt langsam die technischen Möglichkeiten ergeben die notwendig sind. Dann ist das ja auch noch eine Geldfrage. Forschung und Entwicklung über einen so langen Zeitraum zu betreiben für etwas für das es noch gar keinen Markt gibt. Es entwickelt sich momentan ja grade mal ein Markt für Exoskelette (Hulc, Daewoo Schiffswerft) http://www.newscientist.com/article/mg22329803.900-robotic-suit-gives-shipyard-workers-super-strength.html#.VQE-6OFp2xM
Wenn man sich den Zeitraum von der Zuse Z1 bis zu heutigen Smartphones ansieht, dann hat das fast 75 Jahre gedauert. Bei Robotern müssen noch ein paar mehr Techniken wie Computer und Telekommunikation konvergieren um ein Produkt zu erhalten.

Kurzantwort: Humanoide Roboter bewegen sich im Vergleich so schlecht, weil die technische Evolution noch nicht so weit ist.
Also ABI machen, Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik studieren in mindestens einem einen Doktor machen und mit neuen Ideen die Entwickler verstärken.

Ach so: Hüpf Vorführung gab es grade erst als Asimo und Merkel aufeinenandetrafen.
(Eine verkürzte Sequenz von dem hier)
https://www.youtube.com/watch?v=Mt4qoxL3XQQ

Karl1000

12.03.2015, 09:12

Der Markt ist(oder besser wäre) gewaltigst. Gewaltiger wohl als alles andere im Moment. Aber solange diese Kästen rein gar nix können, also nicht mal laufen, ist das alles unbrauchbar.
Und was das Produkt anbelangt, also da fallen mir schon Haufen Sachen ein, Voraussetzung ein Androide bewegt sich wie ein Mensch.

i_make_it

12.03.2015, 09:21

Glaube ich nicht das der Markt gewaltig ist, beim Aibo war ich auch interessiert, aber wegen des Preises nicht bereit zu kaufen. Somit zähle ich nicht zum potentiellen Abnehmerkreis, also nicht zum Markt.
Genau das selbe mit den Flugtickets von Virgin Galactic. Da bin ich höchst interessiert, aber die 200000$ habe ich mal nicht eben locker, also zähle ich nicht zum Markt.
Wenn man sich die Komplexität von Asimo ansieht, und ansieht was bipedale Spielzeugroboter kosten, dann kann man schon mal ganz grob abschätzen was alleine der Materialwert und die Fertigungskosten sind. Da ist noch nichts drauf für die Amortisierung der Entwicklung und kein Gewinn für den Hersteller. Von daher ist der Markt recht klein. Auch der Nao von Aldebaran Robotics interessiert mich sehr aber die Preise sind einfach zu hoch für mich. Für einen einzigen Nao kann man sich eine gute Fräsmachine mir viel Zubehör kaufen und so eine Menge selbst bauen.
Nimmt man kleine Maschinen, bekommt man für den Preis eines Nao eine komplette Ausstattung aus Drehbank, Fräsmaschine, Bandsäge und Schleifmaschine.

HannoHupmann

12.03.2015, 09:48

Wiel der Markt so groß ist, kaufen sich ja auch Firmen wie Amazon und Google in das Thema mit ein. Honda (Asimo) hat die Robotersparte bisher komplett fremd finanziert aus dem Autoverkauf.

Es ist eben ein technisch hoch anspruchsvolles System (mechanisch und steuerung), daher wird hier auch noch viel passieren müssen, bis Lösungen herauskommen, wie sie uns Film und Fernsehen als wünschenswert suggerieren. Leider geht in der Gesellschaft immer mehr das Verständnis verlohren, wie schwierig Technik dieser Art ist, heute scheint alles technisch möglich zu sein. Die gleichen Gedanken gab es in der Zeit der industriellen Revolution auch schon und damals dachte man, ab jetzt lässt sich alles technisch lösen.

Es lässt sich prognostizieren, dass sich in den nächsten 10-20 Jahren noch sehr viel tun wird auf dem Gebiet. Ich setze voll darauf, dass 2050 eine Robotermannschaft den Fussball Weltmeister besiegt ;-).

Karl1000

12.03.2015, 10:09

Fussballspielen ?? Es wäre schon mal ein gewaltiger Fortschritt wenn ein Androide mit normalen Sport-Schuhen , sagen wir mal Größe 44 bei 1,90 Körpergröße, gehen und vor allem laufen könnte.
Aktuell können die Käste ja nur auf Klodeckel gehen.
Du vergisst, für was ein Androide, der wirklich Fussballspielen kann , eingesetzt werden kann.
Das Pentagon wäre begeistert....;-)

Peter(TOO)

12.03.2015, 10:59

Hallo,

Kurzantwort: Humanoide Roboter bewegen sich im Vergleich so schlecht, weil die technische Evolution noch nicht so weit ist.

Das "komische" am Gang des ASIMO ist, dass er zum gehen in die Knie geht.
Der Mensch macht das eigentlich nur beim anschleichen, weil diese Bewegungsablauf weniger effizient ist.

Beim normalen gehen des Menschen bleibt das Knie gestreckt, abgefedert wird mit dem Fuss. Hinzu kommt noch, dass beim vorziehen des unbelasteten Beins die Schwungkraft ausgenutzt wird, also kaum eine Antriebsleistung benötigt wird.
Bei Prothesen wird dies schon so gemacht, da hat man einen passiven Trick gefunden, das Kniegelenk wird dabei mechanisch ausgekoppelt.
Beim ASIMO scheint dies nicht so einfach umsetzbar zu sein.

Wie man sehen kann, ist das Erkennen erst ein Teil des Ganzen.

MfG Peter(TOO)

Karl1000

12.03.2015, 11:13

Asimo muss in die Knie gehen, weil sonst beim Aufsetzen des Fußes zu wenig Drehmoment aufs Kniegelenk und auch aufs Hüftgelenk wirken würde.

Peter(TOO)

12.03.2015, 12:14

Hallo,

Asimo muss in die Knie gehen, weil sonst beim Aufsetzen des Fußes zu wenig Drehmoment aufs Kniegelenk und auch aufs Hüftgelenk wirken würde.

Wie ich geschrieben habe, spielen jede Menge Punkte eine Rolle, weshalb der Bewegungsablauf nicht menschlich ist.
Da spielen auch die Masseverhältnisse der Glieder und die Lage des Schwerpunkts eine Rolle.

Beim Menschen liegt der Schwerpunkt etwa auf der Höhe des Bauchnabels. In Aufrechtem Zustand hat man also ein labiles Gleichgewicht.
Technisch versucht man meistens den Schwerpunkt möglichst tief zu legen, Extrembeispiel: Das Stehaufmännchen. Hier bekommt man dann ein stabiles Gleichgewicht.

Aber ich habe jetzt keine Ahnung wo der Asimo seinen Schwerpunkt hat?
Aber dieser beeinflusst die möglichen Bewegungsabläufe.

Bei Industrierobotern hat man diese Probleme alle nicht, hier wird die Umgebung, und sogar die Konstriktion der Bauteile, dem Roboter angepasst. Allerdings kommt dann mit dieser Umgebung der Mensch nicht mehr zurecht.

Das Ganze ist natürlich auch eine Frage der Prioritäten:
- Das grösste Problem ist sicher einmal, dass ein Robi mit dem Gelände zurecht kommt, in welchem sich auch der Mensch aufhält, also z.B. Treppen. Kein Robi wäre auf die Idee gekommen Treppen zu bauen, die hätten nur Rampen gebaut.
- Die Grösse ist auch so ein Problem, der Robi sollte durch Türen durch kommen und in einen Lift passen. Hier spielen auch noch psychologische Faktoren eine Rolle, wenn der Robi zu gross ist, wirkt er schnell mal bedrohlich. Wenn er zu klein ist, kommt er im Lift nicht ins oberste Stockwerk, ist also nicht kompatibel mit einer für Menschen eingerichteten Umgebung.
Asimo wird nicht zufällig die Grösse eines Kindes haben!
- Menschliche Bewegungsabläufe stehen dann recht weit unten auf der Liste.

Die nähere Zukunft wird mit Sicherheit zweigleisig sein, also Industrieroboter und solche die sich in einer menschlichen Umgebung bewegen können.

MfG Peter(TOO)

Karl1000

12.03.2015, 13:47

Mir stellt sich zu aller erst die Frage, wer in naher Zukunft das Hauptinteresse an Androiden hat... (ich schreibe bewusst nicht humanoide Roboter)

Peter(TOO)

12.03.2015, 14:23

Hallo,

Mir stellt sich zu aller erst die Frage, wer in naher Zukunft das Hauptinteresse an Androiden hat... (ich schreibe bewusst nicht humanoide Roboter)
In Japan sind diese hauptsächlich in der Pflege, wie z.B. Altersheimen, beschäftigt.

MfG Peter(TOO)

Geistesblitz

12.03.2015, 14:38

Ich finde, dass man den Menschen nicht einfach mit den technischen Mitteln nachbauen sollte. Die Natur hat nunmal so gearbeitet, dass sie bestehende Eigenschaften immer weiter abgewandelt hat, um zu neuen Exemplaren zu kommen. Diese Arbeitsweise schränkt aber die Möglichkeiten ein, was dabei herauskommt, es wurde dann nur über die Zeit soweit hoch optimiert, dass es sehr gut funktioniert. Bei menschlichen Augen liegen beispielsweise die Nerven vor den eigentlichen Sinneszellen, das Licht muss also erstmal an diesen vorbei. Das würde niemand so konstruieren, doch hat es sich so entwickelt und funktioniert sehr gut trotzdem es nicht optimal ist. Gibt auch noch andere Sachen, wo es ähnlich ist.

Worauf ich hinaus will ist, dass man solche Roboter so designen sollte, dass sie gut funktionieren und dass die Konstruktion an die Technik angepasst wird, nicht anders herum. Warum Techniken entwickeln, die einen Roboter menschenähnlicher machen würden, wenn es andere gibt, die genauso oder besser funktionieren? Ich bin da wohl zu sehr der Pragmatiker, die Vorstellung von menschenähnlichen Robotern mag zwar sehr faszinierend sein, aber trotzdem sollte man da praktisch denken. Der Vorteil bei solchen Robotern wäre ja, dass man sich mit ihnen besser identifizieren kann und dass sie durch Vielseitigkeit für einen großen Aufgabenbereich eingesetzt werden können (wenn sie denn technisch so weit fortgeschritten wären). Trotzdem sollte man da immer auch überlegen, ob es da einen anderen Weg gäbe, einen, der den Roboter mehr nach vorteilhaften Technologien gestaltet als nach einem exakten biologischen Vorbild.

i_make_it

12.03.2015, 15:08

Für die nächsten paar Jahre dürfte sich vermutlich vorrangig etwas im Bereich Exoskelette und mobile, teilautonome Transport- und Unterstützungseinheiten tun.
Wobei bei Exoskelette von den verschiedenen Entwicklern sowohl für den Einsatz im zivilen als auch militärischen Bereich beworben werden.
Von den Geldmitteln wird erst das Militär kommen dann die Produktionswirtschaft, dann Rettungsdienste und zum Schluss der Einsatz als Ortese für Kranke und gebrechliche. Dazwichen könnte sich noch der Bereich Funsportarten schieben, da in dem Bereich die Bereitschaft Geld auszugeben recht hoch ist.
Der Einsatz als Ortese ist in vielen Ländern fraglich, da die Gesundheitssysteme schon heute die am Markt befindlichen Möglichkleiten nicht finanzieren wollen. Die Lösung für einen kleinen Markt von entsprechend betuchten wird wohl weltweit kommen, wenn durch die Nachfrage in den ersten beiden Bereichen das Produktionsvolumen so groß wird das die Kosten fallen.
Bei den Transport und Unterstützungslösungen sind die meisten Systeme an denen momentan gearbeitet wird mit Rad- und Kettenlaufwerken geplant. Big Dog stellt momentan noch eher eine Ausnahme da, auch wenn die DARPA für dieses Jahr die Softwareentwicklung auf eine breitere Basis stellen will.
Den Schwerpunkt vom aktuellen Asimo kann man in dem von mir verlinkten Video recht gut sehen wenn man sich das einbeinige Hüpfen ansieht. Da er den Oberkörper so zur Seite beugt, das der Schwerpunkt über dem Bein ist.
Also senkrechte Linie mittig durch den Fuß und dann zweite Linie mittig durch die Körperachse. Der Schnittpunkt ist die Lage des Schwerpunkts. Sieht aus als ob der etwa Mittig zwichen dem Schriftzug Asimo und Honda ist. also Höher wie beim erwachsenen Homosapiens.

Wer übrigens Kleinkinder beim ersten gehen beobachtet, wird feststellen das diese meist ähnlich wie Asimo mit gebeugten Knien gehen. Man kann also sagen Asimo ist da auf dem Stand von 2 Jährigen. Das zweibeinige Hüpfen und selbst das einbeinige Hüpfen sehen aus wie bei 2 bis 3 Jährigen.

Karl1000

12.03.2015, 15:32

Asimo kann nur exakt vorgegebene Bewegungsmuster, ist also in etwa so intelligent wie eine Filterkaffee-Maschine.

Mit der Art wie sein Programm aufgebaut ist, ist er eine Sackgasse, da nur mit exponentiell wachsendem Aufwand weitere Bewegungen möglich sind.

zum Big Dog:
er ist unbrauchbar weil er viel zu laut ist.
Was die darpa sucht ist ein Androide der von der Bewegung eines Menschen ( wohl gemerkt auch im Gelände) praktisch nicht zu unterscheiden ist und lautlos läuft.

HaWe

12.03.2015, 16:17

Zur Ausgangsfrage:
Die Gangsteuerung beim Menschen ist teilweise willkürlich und teilweise unwillkürlich und spielt sich auf 2 großen Ebenen ab (mit beispielhaften Strukturen):
Zentralnervensystem (ZNS) mit Gehirn und Rückenmark (Motorischer Cortex, Basalganglien, Striatum, Thalamus, Pallidum, Kleinhirn, Gleichgewichtskerne, pyramidales System, extrapyramidales System, Reflexbögen)
peripheres Nervensystem (Motorneuronen ab Rückenmark, Nervenknoten, im Muskel Muskelspindeln, Golgiapparat, sensorische Fasern, die wieder zum ZNS zurückführen).
Die Komplexität des Systems hier darzustellen ist sicher nicht möglich. Einzelne Zentren hierbei sind hochspezialisiert (vom Grundtonus über Gleichgewicht und Stellreaktionen bis hin zu schnellen zielgerichteten Bewegungen (Kleinhirn) u.v.m., sekundäre Zentren interferieren zusätzlich (z.B. Spiegelneurone), es sind insgesamt sicher einige Milliarden von Nervenzellen betroffen, die auch noch polysynaptisch miteinander verschaltet sind.

Dabei ist der aufrechte Gang ja absolut nicht allein auf die Beine beschränkt, sondern auf die gesamte Skelettmuskulatur über Rückgrat, Rücken, Bauch, Brust, Schulter, Hals, Arme, Hände - sogar der Kopf mit Gesichtsmuskulatur ist betroffen (guck dir mal einen Leichtathleten beim Laufen an!).

Wenn du die Geschmeidigkeit, Balancierfähigkeit, Geschicklichkeit, Reaktionsschnelligkeit und Anpasssungsfähikeit 100%ig natürlich simulieren willst, müsstest du dich zunächst sicher sehr intensiv in Anatomie, Neurologie und Physiologie einarbeiten. Alle Simulationen, die Teile davon einsparen oder außer Acht lassen, erkennt ein menschlicher Beobachter dann aber automatisch sehr schnell als nicht 100% natürlich, genau so, wie er auch beim Menschen z.B. Gang- und Bewegungsstörungen als Symptom von Erkrankungen dieses komplexen Systems als nicht mehr 100% natürlich bzw. unphysiologisch erkennt (z.B. bei alten Menschen oder nach Hirn- oder Rückenmarksverletzungen oder neurologischen Erkrankungen).

Peter(TOO)

12.03.2015, 16:29

Hallo,

Ich finde, dass man den Menschen nicht einfach mit den technischen Mitteln nachbauen sollte. Die Natur hat nunmal so gearbeitet, dass sie bestehende Eigenschaften immer weiter abgewandelt hat, um zu neuen Exemplaren zu kommen. Diese Arbeitsweise schränkt aber die Möglichkeiten ein, was dabei herauskommt, es wurde dann nur über die Zeit soweit hoch optimiert, dass es sehr gut funktioniert.

Da gibt es aber auch Probleme.

Bis jetzt ist die Umgebung, bzw. sind Arbeitsplätze, entweder für Menschen oder für Roboter ausgelegt.
Es wäre aber z.B. bei einem gefährlichen Feuerwehreinsatz, sinnvoll einen Roboter die Drehleiter hoch schicken zu können. Zudem muss sich dann anschliessend der Roboter in einer für Menschen eingerichteten Umgebung zurechtfinden.
Das geht aber am einfachsten mit einem menschenähnlichen Robi.

Da die Spinner leider nicht aussterben, wäre es bei Autobomben manchmal einfacher das Fahrzeug einfach weg zu fahren. Will man keine Menschenleben auf spiel setzen, bräuchte man einen Roboter welcher zum Fahrzeug gehen kann, die Tür öffnet, einsteigt und mit dem Fahrzeug wegfährt. Egal wie technisch du das angehst, die Lösung wird ein menschenähnliches Ergebnis sein, das das Auto für den Menschen ausgelegt ist.
Andernfalls müsste man die Terroristen dazu verpflichten Autobomben nur in Roboterfahrzeuge einzubauen. ;-)

Bei menschlichen Augen liegen beispielsweise die Nerven vor den eigentlichen Sinneszellen, das Licht muss also erstmal an diesen vorbei. Das würde niemand so konstruieren, doch hat es sich so entwickelt und funktioniert sehr gut trotzdem es nicht optimal ist. Gibt auch noch andere Sachen, wo es ähnlich ist.
Die Natur hat aber auch Augen entwickelt, welche technisch richtig konstruiert sind. Also die Nervenzellen vorne und die Leitungen nach hinten weg.

Allerdings haben wir bei Kamerasensoren auch so ein Problem.
Wegen der verwendeten Planartechnik, liegt da die Verdrahtung auch in einer Ebene zwischen Lichteinfall und Sensorelement!

Worauf ich hinaus will ist, dass man solche Roboter so designen sollte, dass sie gut funktionieren und dass die Konstruktion an die Technik angepasst wird, nicht anders herum. Warum Techniken entwickeln, die einen Roboter menschenähnlicher machen würden, wenn es andere gibt, die genauso oder besser funktionieren? Ich bin da wohl zu sehr der Pragmatiker, die Vorstellung von menschenähnlichen Robotern mag zwar sehr faszinierend sein, aber trotzdem sollte man da praktisch denken. Der Vorteil bei solchen Robotern wäre ja, dass man sich mit ihnen besser identifizieren kann und dass sie durch Vielseitigkeit für einen großen Aufgabenbereich eingesetzt werden können (wenn sie denn technisch so weit fortgeschritten wären). Trotzdem sollte man da immer auch überlegen, ob es da einen anderen Weg gäbe, einen, der den Roboter mehr nach vorteilhaften Technologien gestaltet als nach einem exakten biologischen Vorbild.

Industrieroboter folgen ja diesem Weg. Allerdings hat man dabei auch das Problem, dass das zu produzierende Produkt auch dem Roboter angepasst werden muss.

In der Raumfahrt geht man diesen Weg schon länger, besonders weil man sich da den ganzen Überlebenskrimskrams sparen kann. Es hat sich aber auch gezeigt, dass sich manche Aufgaben mit Menschen einfacher lösen lassen, besonders wenn flexibles Handeln gefragt ist.

MfG Peter(TOO)

i_make_it

12.03.2015, 19:09

alle ernsthaften Roboter können derzeit nur vorgegebene Aktionen durchführen. Das ist auch genau das Was der Homosapiens von einem Roboter als Maschine erwartet. Asimo kann halt wirklich nicht dynamisch reagieren. Was Big Dog schon durch Beschleunigungssensoren und halt die Programmierung kann.
Und Big Dog ist deutlich leiser als ein Bradley Schützenpanzer in dem normalerweise die Ausrüstung mitgeführt wird. Ach leiser als ein Hummer der im Schweren Gelände unterwegs ist und er kann in Gelände agieren wo beide Fahrzeuge nicht hin kommen.
Leise oder gar lautlos steht nicht im DARPA Auftrag. der Auftrag ist die Ausrüstung von 8 Infantristen in schwierigem Gelände zu transportieren. Und da wird er von Jahr zu Jahr besser. Wenn ich dran denke was ich alles schleppen musste (Panzerfaust, drei Ersatzraketen, Handflamm, Sprengausrüstung, 12Kg Sprengstoff, Standartbewaffnung und Marschgepäck) Für den abgesessenen Marsch ist da sowas echt hilfreich. Nicht umsonst steigert die DARPA momentan ihre Anstrengungen und plant verschiedenen UNIs Big Dogs zur Verfügung zu stellen.
Und aus dem HULC hat Lockheed Martin ja letzte Jahr die zivile FORTISVersion angeboten.
Der HULC selbst wurde ja als ein System ausgewält, das im TALOS Program zur Einsatztauglichen Kampfausrüstung entwickelt werden soll.
Bei den bipedalen Humanoiden in der Größe von ASIMO dürfte es wohl noch etwas dauern bis die Dynamik von Big Dog zu erwarten ist. Selbst die meisten kleineren können nicht auf einen Sturz reagieren sondern spulen danach eine feste Bewegungsfolge ab um sich wieder aufzurichten.

Karl1000

13.03.2015, 09:25

naja der Big Dog hat auch einen Verbrennungsmotor der ordentlich Energie für die saufende Hydraulik liefert. Ein Verbrenner ist aber definitiv keine Lösung für einen Androiden.
Die Darpa hat jetzt das Problem, dass Boston Dynamics von Google gekauft wurde und die wollen lieber zivile Sachen entwickeln. Wobei ich das nicht wirklich glaube...

Ich sehe das Problem in der Software, da leider kein Rechner kaum mehr als 16 -Bit eingangsbandbreite verarbeiten kann.
und solange das nicht möglich ist, wird das stagnieren.

i_make_it

13.03.2015, 19:59

Ich sehe zwar nur bedingt einen Zusammenhang zwichen ALU-, Register-, Busbreite und der Verarbeitung größerer Datenmengen in kurzer Zeit,
aber wenn jemanden 8, 16, 32 oder 64 Bit nicht reichen.
Selber machen. Z.B. mit einem FPGA einen 128 Bit Controller erstellen, wie hier:
http://esatjournals.org/Volumes/IJRET/2014V03/I15/IJRET20140315176.pdf
Und auf solche Ideen sind schon ein paar Entwickler gekommen.

Bei dem ARM-FPGA Hybriden sinds 54 IOs die man nutzen kann und wenn man 12 davon nimmt, und mit den 12 internen High speed transceivern mit je 10.3 Gbit/s verbindet, dürfte man mit externen IO-Baugruppen auf doch etwas mehr Eingangsbandbreite als 16 Bit kommen.
http://www.elektroniknet.de/halbleiter/programmierbare-logik/artikel/99911/

Also ich sehe da keine Stagnation, eher eine Beschleunigung der Entwicklung.

Peter(TOO)

13.03.2015, 21:33

Hallo,

Ich sehe zwar nur bedingt einen Zusammenhang zwichen ALU-, Register-, Busbreite und der Verarbeitung größerer Datenmengen in kurzer Zeit,
aber wenn jemanden 8, 16, 32 oder 64 Bit nicht reichen.

Also ich sehe da keine Stagnation, eher eine Beschleunigung der Entwicklung.

Die Rechenpower muss auch nicht auf einem einzelnen Chip sitzen!

Wie HaWe beschrieben hat, hat die Natur hier vieles auch auf unterschiedliche Rechner aufgeteilt.
Das kann auch problemlos auf unterschiedliche Rechner verteilt werden.

ich habe bis heute nicht verstanden, wieso manche Leute hierarchische Systeme unbedingt auf einem einzelnen Chip nachbilden wollen?
Vor 30 Jahren war es noch ein Frage der Kosten, des Platzbedarfs und der Stromaufnahme. Heute bekommt man für ein paar € wirkliche Single-Chip Lösungen!

MfG Peter(TOO)

Karl1000

13.03.2015, 21:43

Unter eingangs Bandbreite verstehe ich die eingangsbits eines neuronalen Netzes ,
Bei 16 bit wären das 65536 eingangs perzeptronen dann noch mindestens 10 hidden schichten. Bei Voll-vernetzung ist das mit nichts in einem echtzeit-takt von, sagten wir mal 1khz , zu rechnen . jedes. Weitere bit potenziert den Aufwand. Ich denke die eingangs Bandbreite beim Menschen ist mehr als 30 bit. Also das ist reine Schätzung.
Und noch was, mit konventioneller Programmierung ist leider kein Blumentopf zu gewinnen. Dazu ist das viel zu komplex. Nicht kompliziert, sondern komplex.

Klebwax

14.03.2015, 08:46

Ich denke die eingangs Bandbreite beim Menschen ist mehr als 30 bit. Also das ist reine Schätzung.

Das glaub ich eher nicht. Die "menschlichen" Sensoren sind im Vergleich mit den "technischen" eher schlecht, sowohl was Auflösung und Geschwindigkeit angeht. Jede Küchenwaage ist genauer und löst feiner auf, als das menschliche Gefühl für "Kraft" bzw. "Gewicht", jeder simple Frequenzzähler ist besser als das absolute Gehör. Der Dynamikbereich der menschlichen Sensoren ist häufig groß, das liegt aber an der nichtlinearen Kennlinie der Sensoren. Die Reizleitung in den Nerven ist auch langsam, da geht es um Millisekunden, also Kilohertz. Selbst simple SPI Schittstellen sind im 2 stelligen MHz Bereich. Moderne serielle bewegen sich eher im GHz Bereich, sind also um 6 Größenordnungen schneller, und Datenwortbreiten sind kein wirkliches Thema.

Von den technischen Daten sind Maschinen eigentlich überall besser oder viel besser als die Natur. Auf moderne SSD passen mehr nackte Informationen, als ein Mensch sich je merken kann. Der Mensch ist aber gut beim Pattern-Matching, beim Einordnen und Wiederfinden von Informationen. Er ist ebenso gut bei der Sensorfusion. Ich hab mal einen Fahrer einer Asphaltmaschine sagen hören: "Bevor mir der Laser meldet, daß etwas schief läuft, fühle ich das mit meinem Hintern". Was nicht heißt, daß er mit diesem "Gefühl" in der Lage ist, kilomerterlang eine Straße gerade zu bauen, da ist der Laser schon besser.

Was meiner Ansicht nach fehlt, sind die Algorithmen nicht die Genauigkeit und auch nicht die Rechenleistung. Wieviel "Gehirnleistung" hat wohl ein Regenwurm oder eine Kakerlake? Beide bewegen sich recht geschickt in ihrem Umfeld.

Wie das so ungefähr funktioniert kann man erkennen, wenn man sieht, wie man den Menschen austrickst. Wind von vorn, ein sich neigender Sitz und kein Bezugspunkt für das Auge erzeugt das Gefühl für Beschleunigung. Sobald aber der Beschiß erkannt ist, ändert der Mensch den Algorithmus und erkennt mit den gleichen Sensoren, was wirklich ab geht.

Dazu noch ein Beispiel: bevor es in Flugmodellen die modernen proportionalen Servos gab, konnte man das Seitenruder nur links, rechts und geradeaus steuern. Das sind weniger als zwei Bit pro Achse und durch die verwendeten Relais auch noch langsam. In der Reaktionskette vom Auge des Piloten bis zum Ruder war also diese langsame Strecke, trotzdem wurde damit anspruchsvoller Kunstflug gemacht.

MfG Klebwax

Peter(TOO)

14.03.2015, 10:34

Hallo,

Unter eingangs Bandbreite verstehe ich die eingangsbits eines neuronalen Netzes ,
Bei 16 bit wären das 65536 eingangs perzeptronen dann noch mindestens 10 hidden schichten. Bei Voll-vernetzung ist das mit nichts in einem echtzeit-takt von, sagten wir mal 1khz , zu rechnen . jedes. Weitere bit potenziert den Aufwand. Ich denke die eingangs Bandbreite beim Menschen ist mehr als 30 bit. Also das ist reine Schätzung.

Das menschliche Gehirn scheint eine Taktrate um die 25Hz zu haben.

Vor über 10 Jahren gab es einen Versuch der ETZ.
Dabei wurden auf das linke und rechte Ohr nacheinander ein Ton gegeben.
So ab 4ms Abstand fallen beide Töne in den selben Arbeitstakt und es kann nicht mehr unterschieden werden, welcher Ton zuerst war.

MfG Peter(TOO)

i_make_it

14.03.2015, 10:37

Ja das gute alte Popometer, das hat Walter Röhrl auch oft gesagt, das er damit schneller als mit allen Instrumenten gemerkt hat ob was nicht stimmt.
Im Bereich Aktorregelung dürfte noch auf lange Zeit die klassische Programmierung die Nase vor neuronalen Netzen vorne haben. und wenn man sich in den letzten 23 Jahren die Mustererkennung in der Bild und anderer Signalverarbeitung ansieht, da wurde auch viel mit neuronalen Netzen experimentiert bis man Algorithmen gefunden hat die schneller und besser sind. Ob bei einem humanoiden überhaupt ein Neuronales Netz in der Ebene höherer Entscheidungsfunktionen gewünscht ist, dürfte die Frage sein. das Primärmerkmal eines neuronalen Netzes, ist ja das es entgegen des klassischen maschinellen Lernenes sich dabei verändert und sich somit auch nicht vorhersehbare Möglichkeiten ergeben. Der extremfall wäre ein Roboter mit komplett freiem Willen und eigener Weltanschauung und Philosophie. Was da alles gegen die Interessen des Homosapiens laufen kann hat Isaac Asimov ja schon lange geschrieben. Aber mal sehen wie es in 20 Jahren aussieht.

HaWe

15.03.2015, 19:43

Man hat bereits das neuronale Netz eines Wurms auf einen Lego-Roboter übertragen. Auf den ersten Blick unterscheidet es sich nicht so sehr von einem Elman- oder Jordan-Netz, nur ist es per Evolution statisch angelegt, nicht lernfähig - funktioniert aber trotzdem genauso (was nicht verwundert, die Struktur, die Verknüpfungen und die Gewichtungen werden halt vererbt):

http://docs.openworm.org/en/latest/resources.html

http://www.i-programmer.info/images/stories/News/2014/Nov/A/connectomece.jpg

Aber: es sind nur rund 10 Dutzend Neuronen in dem Wurm.

Das motorisch-sensorische System des Menschen hat sicher > 1 Milliarde Neuronen (mit den synergistischen Zentren vielleicht sogar 10 mal soviele), modulierende Gliazellen noch nicht mal mitgerechnet (das sind sicher noch mal soviele). Es ist ebenfalls in etlichen Bereichen statisch, aber auch in anderen Bereichen stark lernfähig mit sich dabei ständig neu entwickelnden polysynaptischen Verbindungen. Das ist eine (geringfügig) andere Liga.
Nicht, dass es nicht irgendwann möglich sein würde, auch dies nachzubilden, nur momentan halt nicht in all seiner Komplexität.

ps,
auch das Auge ist nicht bloß eine Cam mit 25 Hz.
Das Auge ist ein eigener, quasi ausgestülpter Teil des Gehirns (eigentlich sogar sein ältester Teil), mit eigenen lokalen Signalverarbeitungszentren zur mehrfachen Datenreduktion, Datenvorraussage, Datenfokussierung, dann im weiteren Verlauf weitere Modulationen durch Emotions- und Erinnerungs-Zentren, bis es ÜBERHAUPT in die Sehrinde (hinterer Teil des Gehirns) gelangt.
Und erst danach kommen, nach weiterer Umschaltung und Modulation, die Seheindrücke überhaupt erst ins Bewusstsein. Die beschriebenen "optischen Täuschungen" sind also keine Fehlfunktion des optischen Systems, sondern die Folge der implementierten intelligenten Datenfilter zur Vor-, Zwischen- und Weiter-Verarbeitung der optischen Signale. Soll nur nochmal illustrieren, dass menschliche Sensoren nicht einfach nur "Sensoren" als Dateninputs mit serieller Datenübertragung sind.

Letzendlich dienen die menschlichen sensorischen und motorischen Systeme nicht der punktgenauen Messung von Werten und millimetergenauen Stellung von Aktoren, sondern sie dienen in ihrer Gesamtheit durch intelligente Verknüpfung und Auswertung einer maximal effizienten Überlebensprognose, und darum sieht ein Mensch, was er sehen soll und bewegt sich so, wie er sich bewegt.

Das glaub ich eher nicht. Die "menschlichen" Sensoren sind im Vergleich mit den "technischen" eher schlecht, sowohl was Auflösung und Geschwindigkeit angeht. Jede Küchenwaage ist genauer und löst feiner auf, als das menschliche Gefühl für "Kraft" bzw. "Gewicht", jeder simple Frequenzzähler ist besser als das absolute Gehör. Der Dynamikbereich der menschlichen Sensoren ist häufig groß, das liegt aber an der nichtlinearen Kennlinie der Sensoren. Die Reizleitung in den Nerven ist auch langsam, da geht es um Millisekunden, also Kilohertz. Selbst simple SPI Schittstellen sind im 2 stelligen MHz Bereich. Moderne serielle bewegen sich eher im GHz Bereich, sind also um 6 Größenordnungen schneller, und Datenwortbreiten sind kein wirkliches Thema.

Von den technischen Daten sind Maschinen eigentlich überall besser oder viel besser als die Natur. Auf moderne SSD passen mehr nackte Informationen, als ein Mensch sich je merken kann. Der Mensch ist aber gut beim Pattern-Matching, beim Einordnen und Wiederfinden von Informationen. Er ist ebenso gut bei der Sensorfusion. Ich hab mal einen Fahrer einer Asphaltmaschine sagen hören: "Bevor mir der Laser meldet, daß etwas schief läuft, fühle ich das mit meinem Hintern". Was nicht heißt, daß er mit diesem "Gefühl" in der Lage ist, kilomerterlang eine Straße gerade zu bauen, da ist der Laser schon besser.

Was meiner Ansicht nach fehlt, sind die Algorithmen nicht die Genauigkeit und auch nicht die Rechenleistung. Wieviel "Gehirnleistung" hat wohl ein Regenwurm oder eine Kakerlake? Beide bewegen sich recht geschickt in ihrem Umfeld.

Wie das so ungefähr funktioniert kann man erkennen, wenn man sieht, wie man den Menschen austrickst. Wind von vorn, ein sich neigender Sitz und kein Bezugspunkt für das Auge erzeugt das Gefühl für Beschleunigung. Sobald aber der Beschiß erkannt ist, ändert der Mensch den Algorithmus und erkennt mit den gleichen Sensoren, was wirklich ab geht.

Dazu noch ein Beispiel: bevor es in Flugmodellen die modernen proportionalen Servos gab, konnte man das Seitenruder nur links, rechts und geradeaus steuern. Das sind weniger als zwei Bit pro Achse und durch die verwendeten Relais auch noch langsam. In der Reaktionskette vom Auge des Piloten bis zum Ruder war also diese langsame Strecke, trotzdem wurde damit anspruchsvoller Kunstflug gemacht.

MfG Klebwax

Karl1000

16.03.2015, 14:03

Ja die Faszination neuronaler Netze. Die faszinieren deshalb, weil man sie nicht lesen kann wie normalen Programmcode.
Das Problem bei neuronalen Netzen ist, dass sie extrem Ineffizient sind. Und deren Hauptproblem ist, dass ein Netz genauso wie alles andere erstmal mit Daten gefüllt werden muss. Dies ist schon bei einfachen Dingen wie
Gesichter-Erkennung ein Riesenproblem und Aufwand. Deshalb werden KNN NIEMALS in humanoiden Robotern funktionieren. Das mal vorweg. Der Grund ist die Eingangsbandbreite. ;-)

HaWe

16.03.2015, 14:58

man soll niemals nie sagen, aber wenn überhaupt irgendwann irgendein autnomes System so autonom werden könnte oder sollte wie ein Mensch, dann NUR über ein neuronales Netz.
Das menschliche neuronale System ist ja auch ein riesiges neuronales Netz, aber es ist ja auch beileibe nicht leer von Anfang an, die meisten Funktionen sind bereits von Geburt an da und vorbelegt, bereit zur effizienten Weiterentwicklung. Und die Tatsache, dass die Art der Weiterentwicklung (gehen lernen, sprechen lernen) bei allen Menschen in identischen Teilschritten abläuft, beweist, dass nicht nur die Vorbelegung gleich ist, sondern auch die Prozesse der Weiterentwicklung bereits in den Individuen identisch vorbelegt sind.

Aber dabei ist nicht nur die ungeheure Anzahl von Neuronen ein Thema im Vergleich zu heutigen KNNs, sondern auch die ebenso ungeheure Anzahl von Sensoren.
Wer heute mit Berührungssensoren arbeitet, der hat vielleicht mit einem Dutzend, maximal mehreren Dutzend davon zu tun - in Extremfällen vielleich auch ein paar Hundert.
Allein auf der Haut sind aber ca. 1.000.000 Tast-, Temperatur- und Schmerzrezeptoren (und zwar "analog", nicht nur ein/aus), die in Muskeln, Gewebe und Organen kommen aber noch dazu. Von den 4 höheren Sinnen noch gar nicht zu reden. Sicherlich ist da die Eingangsbandbreite ein Thema, aber gerade NNs können das bewältigen, weil sie nach einem Grundtraining bereits Ergebnisse und Vorraussagen liefern können, die dann weiter "fein" trainiert werden können.
Das alternative Modell würde eine infernalische Schachtelung von fixen AND, OR, NOT, XOR, NAND-Verknüpfungen aller Milliarden von Inputs und Outputs vorraussetzen, die dann aber unveränderlich blieben und nicht mehr anpassungsfähig wären.
Genau das brauchen aber lebende Organismen, und ebenso künstliche kybernetische Organismen, wollten sie vergleichbar agieren können.

Und der Schlüssel zur Bewältigung der Eingangsbandbreite heißt bei natürlichen Organsimen: extreme, aber intelligente, lernfähige, adaptive Datenreduktion.

Karl1000

16.03.2015, 17:10

ist ja gut. Das Problem ist, dass das Lernen am Humanoiden viel zu langsam von statten geht. Man schafft ja nicht mal einen Durchlauf/sekunde. D.h. bis der alle Eventualitäten intus hat vergehen zig Millionen Jahre. Also der KNN - Ansatz ist absolut nicht praktikabel. also so geht's definitiv nicht.
Hast du eine andere Idee?

HaWe

16.03.2015, 18:10

Unregistriert

16.03.2015, 18:31

... Wer weiß, was in weiteren 400000 Jahren ist? ...DAS ist schwierig, ich bin nur ziemlich sicher, dass in fünftausend Jahren am Frankfurter Kreuz Gras wächst.

Karl1000

16.03.2015, 20:16

natürlich nicht, ich sagte ja deswegen: "wenn überhaupt jemals..." -
heute haben wir bei weitem noch keine solchen Möglichkeiten.
Aber vor 100 Jahren hatten wir ja noch nicht mal Computer, vor 200 Jahren noch keine Autos, vor 500 Jahren haben wir noch Hexen verbrannt, und den Menschen gibt es jetzt... wie lange...? 400000Jahre?
Wer weiß, was in weiteren 400000 Jahren ist? ;)

Das heisst, deiner Meinung nach, dass wir erstmal mit so hatsch-kaesten wie asimo zufrieden sein müssen und ein handfester Terminator in weiter Ferne liegt. Kann man das so sagen?

HaWe

16.03.2015, 21:58

haha, naja, die nächsten Jahre noch: vielleicht ja, bis zum asimo 2.0, zumindest falls autonom -
per Superparallelquantengroßrechner oder ein Borg-Kollektiv ferngesteuert: vielleicht auch ein bisschen mehr als das :)

aber was sind schon ein paar Jahre?
Und ob ich mir so was wünschen würde, so eine Welt, bevölkert mit Cyborgs und Blade Runners -
(und Gras am Frankfurter Kreuz - )

nein, wirklich: definitiv nicht :-/

d.h., hmm - GRAS am Frankfurter Kreuz ...?
nun - auf den 2. Blick vielleicht gar nicht so falsch.... :D

Karl1000

16.03.2015, 22:08

Naja es geht mir darum einen Androiden zu bauen der sich normal bewegt . die eigentlichen Handlungen können dann ferngesteuert werden. Ich denke das wäre der nächste Schrift. Und machbar.

HaWe

16.03.2015, 22:11

na supi, dann hast du damit ja deine TOP Frage abschließend beantwortet :)

Karl1000

16.03.2015, 22:22

Fragt sich nur wie. Mit Netzen wirds schwierig. Willst den Robi hinstellen und wenn er umgefallen ist willst dann die Gewichte andern? Ich meine was nützen da 100 GHz CPU Takt und 50 TB Arbeitsspeicher? Und mit Prozedural Programmierung geht es damit?

HaWe

16.03.2015, 22:41

ich kenne keine Lösung, wie sich ein "heutiger" Roboter wie ein echter Mensch bewegen soll, wie gesagt.
Willst du einen Menschen in seinem Gang 100% (nicht 90%, sondern 100%) kopieren, müsstest du viel zu viele modulierende Zwischenschaltzentren kopieren, aber deren Funktion kennt ja kein Mensch bis in alle Einzelheiten.
Annähernd vielleicht, mit Abstrichen, ja, schrittweise verbessern durch Simulation kann man sicher vieles, aber es bewegen sich beim Gang ja nicht nur die Beine, wie ebenfalls bereits erwähnt.
Aber wenn du als Aktoren genug Agonisten und Synergisten und Antagonisten und ausreichend Freiheitsgrade für Hüft-, Knie, oberem + unterem Sprunggelenk, im Fußgewölbe, den Zehengelenken, dem Iliosakralgelenk, den Lenden-, Brust- und Hals-Wirbelgelenken, dem Schulterblatt, dem Schultergelenk, dem Ellenbogengelenk, dem Handgelenk und dem Atlasgelenk hast ...
... und genugend Sensoren in den Aktoren für die Propriozeption und das Ertasten des Untergrunds hast -

ja, dann könnte ich mir vorstellen, dass insgesamt das Gangbild schon recht ähnlich dem menschlichen Gangbild aussehen könnte...

... für ein oder 2 Geschwindigkeitsstufen... 8-)

Karl1000

16.03.2015, 23:20

Wir haben Versuche mit allen möglichen Handicaps durchgeführt also Tapes am ganzen Körper , starre Schuhe mit Sprunggelenk Fixierung. Der Gang war immer noch problemlos machbar und war kaum zu unterscheiden. Was ich sagen will es muss eine neue Art der Software her.

HaWe

17.03.2015, 08:31

na, wenn du die Antwort kennst, dann fang doch mal an!

Karl1000

20.03.2015, 18:45

Auf jeden Fall.

HeXPloreR

29.03.2015, 12:23

Ich bin mir ziemlich sicher das hier in diesem Video zu "Watson - der Supercomputer" (You-Tube) (https://www.youtube.com/watch?v=U3AQs3_P3vw) die Antwort (ab ca. 17Min) bereits gegeben wird oder zumindestens in die richtige Richtung weist, wie man das Problem der Software lösen könnte.

Viele Grüße
Jörg

Karl1000

30.03.2015, 11:05

"Fragen beantworten" wird sicher nicht das motorische Problem der Androiden lösen, um das es in diesem Thread hauptsächlich ging. ;-)

HeXPloreR

30.03.2015, 13:21

... . Was ich sagen will es muss eine neue Art der Software her.

"Fragen beantworten" wird sicher nicht das motorische Problem der Androiden lösen, um das es in diesem Thread hauptsächlich ging.https://www.roboternetz.de/phpBB2/images/smiles/icon_wink.gif

Ja, verstehe ...

Karl1000

01.04.2015, 16:39

Das Ganze kann nur durch statistische Modelle, die stochastisch miteinander vernetzt sind, gelöst werden. die aktuellen KNNs sind ungeeignet und fast immer sogar prozeduralen Strukturen unterlegen.

Robobionic

08.08.2015, 21:48

unter schlecht verstehe ich in
1) "unnatürlich".
2) unflexibel wenn sie angestoßen werden oder beim gehen gehalten(gebremst) werden.
3) in unebenem Gelände noch dazu in Kombination zu 2

Punkt 1 trifft es ziemlich gut, genau hier kommt Bionik ins Spiel.
Soweit waren wir aber noch nicht als die von Dir genannten Modelle entwickelt wurden.

Eine große Herausforderung bleibt allerdings auch heute die Dehnbarkeit des Materials.
Zumindest wenn man es mit Muskeln, Sehnen und Haut vergleichen will.

Die Aussage das der Mensch Schockbelastungen sehr gut abfedern kann möchte ich etwas relativieren.
Ich würde die Belastungsgrenzen eines Menschen nicht überschätzen, wir können zwar Muskeln zur
Unterstützung trainieren aber Knochenbau, Gelenke , Bandscheiben und Knie sind auch durch Millionen
Jahre Evolution nicht wirklich optimal.

Der Materialverschleiss beim Menschen ist leider enorm hoch und ohne ärztliche Versorgung
kann auch ein simpler Knochenbruch zum ernsten Problem werden.
Wir benötigen mindestens genauso viel maintenance, sonst ist unsere Beweglichkeit schneller zu Ende als uns recht sein kann.

Alles Einschränkungen die man mit Bionik verbessern kann und wird.
Zumal die Bionik nicht an moralische Fragen oder menschliche Genetik gebunden ist.
Dadurch halte ich sie um einiges effizienter und wahrscheinlicher für unsere Zukunft.

White_Fox

09.08.2015, 15:30

Zumal die Bionik nicht an moralische Fragen oder menschliche Genetik gebunden ist.
Grundsätzlich sollte sich JEDER Wissenschaftler/Entwickler/Ingenieur/... VORHER Gedanken darüber machen, welche Werkzeuge er da wem zur Verfügung stellt. Es nicht zu tun ist dumm. Der technische Fortschritt hat die Menschheit als solche nicht unbedingt besser oder vernünftiger gemacht. Nur die Werkzeuge, mit denen wir aufbauen und erschaffen, aber auch töten und zerstören können, sind mächtiger geworden.

Robobionic

09.08.2015, 16:56

Es wird natürlich immer jemanden geben der eine Technologie für andere Zwecke missbrauchen will, dies kann man leider nie völlig ausschliessen.
Dies war allerdings nicht damit gemeint.

Bionischer Fortschritt besteht darin von der Natur zu lernen , diese Erfahrung auf Technik anzuwenden und bei dieser Gelegenheit gleich zu optimieren.
Einen solchen Spielraum gibt es in der Genetik aus mehreren Gründen schon mal nicht.

Durch Materialbeschaffenheit und verbesserten Funktionsumfang ist man deutlich flexibler als in der Genetik.
Die Protese der Zukunft wird demnach höchstwahrscheinlich besser sein als es ein biologisch "nachwachsender Arm" oder Bein je sein wird.
Bei einem Menschen wird es insgesamt natürlich immer einen Kompromis geben und nur eine Kombination aus beidem sein, bei einem humanoiden Roboter allerdings nicht.

Roboter haben in ihrer zukünftigen Beschaffenheit einen ganz klaren Vorteil gegenüber dem Menschen, sie sind nicht an den Ist Stand
der genetischen Evolution gebunden sondern an die Möglichkeiten moderner Technik.

Bionik ist eine Ergänzung zur Natur, während Genetik nur ein Teil von ihr ist.

White_Fox

09.08.2015, 17:35

Naja, das gleitet jetzt aber auch ordentlich ins Philosospische und in die Weltanschauung eines jeden einzelnen Menschen ab.

Ich z.B. würde niemals sagen daß Roboter so etwas wie einen Vorteil haben. Für mich sind und bleiben sie ein Werkzeug und eine Kreation (keine Kreatur!) menschlichen Geschicks. Und ich würde in ihnen niemals so etwas wie einen Ersatz für Menschen sehen, schon gar nicht in sozialer Hinsicht. Auch wenn dann mal mit sicherheit Roboter in der Prostitution arbeiten werden oder gar ganz als "Partner-Ersatz" konzipiert werden. Solcherlei Abartigkeiten werden mit Sicherheit kommen sobald man Roboter auch nur ansatzweise zu menschenähnlicher Bewegung befähigt. In Zeiten wo sich echte Menschen in Computer-Animationen verlieben kann sowas nicht ausbleiben.

Wäre aber mal interessant darüber zu diskutieren...

Robobionic

09.08.2015, 18:10

Mit Philosophie oder sozialer Gesellschaft hat das relativ wenig zutun.
Du solltest kommerzielle Werbung fürs Kino und japanisches Spielzeug für die Masse nicht mit seriöser Forschung verwechseln.

Es ging mir um die Beschaffenheit und weshalb Bionik ein Vorteil für Mensch und Maschine ist.
Um es zu vereinfachen mal ein paar Beispiele, die Du mit Genetik nicht umsetzen kannst.

Festo Airarm - High End Bewegungen die extrem "menschlich" sind
https://www.youtube.com/watch?v=CayFbmpuyIc

Bebionic - Eine der besten, wenn nicht sogar die beste Arm Prothese
https://www.youtube.com/watch?v=Al5RhaJgxxU

Bionicman - Ein Roboter mit künstlichen Organen
https://www.youtube.com/watch?v=RPyjXecieZ4

Geistesblitz

09.08.2015, 20:46

Robobionic

09.08.2015, 21:58

Also dass Arm- und Beinprothesen irgendwann mal besser sein sollen als das Original... davon bin ich nicht überzeugt. Heißt nicht, dass es unmöglich ist, aber meiner Meinung nach gibt es da noch so einige ungelöste Probleme (zB. Tastsinn oder natürliche simultane Ansteuerung der Aktoren), die wohl auch erstmal nicht so leicht zu lösen sind, und sebst dann kann sich so ein Teil auch immer noch nicht regenerieren, wie es ein richtiger Arm zB. bei Verletzung oder Knochenbruch tun würde.

Der menschliche Körperbau und sein Verschleiss von Gelenken ist leider auch nach Millionen Jahren Evolution nicht optimal und ist hier die Ausgangssituation gewesen.
Sich von Ärzten die Knochen schrauben zu lassen ist übrigens keine Regeneration, sondern genau genommen auch nur eine Reperatur einzelner Teile wie bei einem Roboter auch.

Was ich da in deinen verlinkten Videos sehe, finde ich jetzt auch nicht so brisant.

Was wäre denn Deine Alternative wenn man durch einen Unfall ein Körperteil oder ein Organ verliert oder so zur Welt kommt?
Willst Du dann auf Regeneration hoffen und warten bis Dein Arm nachwächst?

Und weshalb sollte man mit Hilfe von Bionik nicht dafür sorgen, dass ein Arm zum Beispiel nicht mehr so leicht bricht?

Bisher hab ich noch kein Modell gesehen, wo sowas im größeren Stil integriert wurde, immer nur Einzelteile, bei denen die Versorgung von außen kommt. Das ist wie ich finde bei solchen Systemen auch immer die Schwierigkeit, möglichst alles in einen halbwegs kompakten Verbund zu bekommen.

Auch wenn es nicht einfach ist bieten bionische Lösungen ja gerade hier einige Möglichkeiten.
Allerdings stellt sich die Frage nach dem Verwendungszweck für Deinen erwähnten größeren Stil, und ob es die Kosten als Gesamtkonstruktion überhaupt rechtfertigen würde.
Ein Roboter in der Medizintechnik braucht keinen Schnick Schnack oder eine aufwendige Energieversorgung um kritische Eingriffe durchzuführen und Industrieroboter müssen nicht humanoid sein um effizient zu arbeiten.

Würden zum Beispiel einige Japaner ihre Fähigkeiten wirklich sinnvoll in der Robotik einsetzen, hätten sie nach einer Katastrophe wie Fukushima keine Menschen mehr ins Kernkraftwerk schicken müssen.
Das ist doch das eigentliche Problem, dass man in fragwürdiges Spielzeug investiert anstatt hilfreiche Technik zu fördern.

Geistesblitz

10.08.2015, 13:44

Klar verschleißt der Körper, allerdings dauert das ja doch eine ganz schön lange Zeit, ob eine rein technische Lösung ebenso lange wenn nicht länger ohne zusätzliche Wartung durchhält bleibt zu zeigen. Es werden heutzutage ja auch beispielsweise in einigen Fällen eher Zehen als Fingerersatz eingesetzt, um eine Prothese zu vermeiden, weil die eben natürlicher sind mit zumindest teilweisem Erhalt des Tastsinns. Sich die Knochen schrauben lassen ist natürlich keine Regeneration, hilft aber ungemein dem Heilprozess. Ich weiß auch nicht, was du mit damit aussagen willst.

Auf Regeneration hoffen? Wovon redest du da, von sowas hab ich gar nicht geschrieben. Klar sind Prothesen toll, allerdings wollte ich nur sagen, dass sie noch lange nicht so gut wie das Original sind. Mir würde niemals die Idee kommen, zB. meinen gesunden Arm gegen eine Hightechprothese einzutauschen, da selbst die besten Prothesen heute trotzdem lange nicht an das Original heranreichen. Die Handprothese aus deinem Video muss beispielsweise mittels Knopf in verschiedene Modi umgeschaltet werden und hat letztendlich nur einen Freiheitsgrad. Tastsensoren weiß ich gar nicht, ob es schon Prothesen gibt, die sowas haben, stell ich mir aber auf jeden Fall schwierig vor. Interessant werden jedenfalls die Prothesen mit mehr Freiheitsgraden so wie hier zu sehen (https://www.youtube.com/watch?v=9NOncx2jU0Q). Trotzdem, wie ein echter Arm ist sowas noch lange nicht.

Letztendlich wäre das Optimum, den Körper auch mit "kompatiblen Ersatzteilen" (also aus richtigem Gewebe) künstlich erneuern zu können antatt mit technischen Prothesen, die an sich immer ein Fremdkörper sind.

Das mit den künstlichen Organen ist bei mir vll. auch ein wenig falsch angekommen, denn der Aufbau da in dem Video ist irgendwie suspekt. Sind das jetzt Roboterorgane und wenn ja, wozu braucht er die? Oder sind das künstliche Organe für Menschen? Ist irgendwie ein wenig irritierend.

Bei deinem letzten Absatz kann ich dir aber nur zustimmen, man sllte seine Energie eher in hilfreiche Technik stecken als in "fragwürdiges Spielzeug" ;)

White_Fox

10.08.2015, 16:05

Ist Robobionic einfach nur mit sich/seinem Körper unzufrieden? Irgendwie liest sich das zumindest so...

Geistesblitz

10.08.2015, 17:03

Vielleicht...letztens hatte in einem anderen Forum auch jemand gefragt, ob man reinen Sauerstoff atmen kann, um als unsportlicher Mensch einen Energieboost zum zB. Einkauf hochtragen zu bekommen. Da dachte ich mir auch WTF?

Robobionic

10.08.2015, 20:03

Sich die Knochen schrauben lassen ist natürlich keine Regeneration, hilft aber ungemein dem Heilprozess. Ich weiß auch nicht, was du mit damit aussagen willst.

Das es auch beim Menschen keine Lösung ohne Reparatur gibt und somit kein Argument für die Evolution sein kann wenn es um Vorlagen für Prothesen oder humanoide Robotik geht.
Denn gerade Knochen und Kniegelenk sind doch das beste Beispiel für menschliche Schwächen und somit eine schlechte Basis für humanoide Robotik wären.
Weil für sämtliche denkbaren Verwendungszwecke der menschliche Körperbau wegen Belastungsgrenzen per Defintion ausscheidet.

Es ist zwar mit Hilfe von Bionik und Pneumatik möglich die Bewegungsabläufe natürlicher wirken zu lassen, worum es dem Threadersteller scheinbar ging ,
dennoch bleibt die Frage wozu man humanoide Roboter überhaupt braucht oder weshalb manche glauben sie müssten exakt so aufgebaut sein wie wir.

Die Gründe dafür würden mich dann doch erstmal interessieren, soweit ich das sehe hat der Threadersteller dies noch nicht beantwortet.

Klar sind Prothesen toll, allerdings wollte ich nur sagen, dass sie noch lange nicht so gut wie das Original sind.

Das mag schon sein, sie sind aber immer noch der beste Ersatz. Es ist nunmal eine Tatsache das wir mit Bionik weiter sind als mit Genetik und das wird
sich auch in Zukunft nicht so schnell ändern und es hat schon seine Gründe weshalb auch Bionik verstärkt in der Robotik zum Einsatz kommt.

Tastsensoren weiß ich gar nicht, ob es schon Prothesen gibt, die sowas haben, stell ich mir aber auf jeden Fall schwierig vor.

Klar, aber auch hier finde ich es überhaupt schon mal von Vorteil zwischen kalt, warm, feucht, trocken etc. unterscheiden zu können.
Da ist die Robotik insgesamt allerdings schon weiter, weil die meisten Projekte nicht den Anspruch haben den Tastsinn oder Gefühle des Menschen
zu simulieren sondern lediglich die Sensorik sinnvoll unterbringen müssen.

Letztendlich wäre das Optimum, den Körper auch mit "kompatiblen Ersatzteilen" (also aus richtigem Gewebe) künstlich erneuern zu können antatt mit technischen Prothesen, die an sich immer ein Fremdkörper sind.
Das mit den künstlichen Organen ist bei mir vll. auch ein wenig falsch angekommen, denn der Aufbau da in dem Video ist irgendwie suspekt. Sind das jetzt Roboterorgane und wenn ja, wozu braucht er die?
Oder sind das künstliche Organe für Menschen? Ist irgendwie ein wenig irritierend.

Die Idee dahinter scheint wohl zu sein, unseren Kreislauf zu simulieren um Maschinen mit Nanoblut laufen zu lassen um damit langfristig die Energieprobleme in den Griff zu bekommen.
Ob daraus ein Nobelpreis mit Ansage wird, bleibt allerdings noch abzuwarten.

Karl1000

17.08.2015, 11:13

Ich war mal persönlich bei Festo als sie den pneumatischen Muskel entwickelt haben. Schon ein paar Jahre her. Ich kann sagen, dass er für einen Humanoiden absolut nicht geeignet ist. Derzeit ist mir auch kein nutzbarer künstlicher Muskel bekannt. Man muss auch dazusagen, dass eine elastische Ansteuerung für jeden Robotiker ein Alptraum ist. Die Freiheitsgrade gehen ins unendliche(kombinatorische Explosion).

Karl1000

11.10.2016, 10:39

@i_make_it:

Naja die Lautstärke hat das Ding unbrauchbar gemacht. Das Militär hat das Projekt auf Eis gelegt. Wegen Unpraktikabilität.
Die Erwartungen in die Robotik scheinen wohl nicht erfüllt worden zu sein. Google will den Bereich abstoßen.
Bin gespannt wann das mit den KI-Abteilungen wie "Deep Mind" passiert. Die bringen ja noch viel weniger zustande.
Naht ein neuer "KI-Winter" ??

http://www.manager-magazin.de/unternehmen/artikel/googles-roboter-sind-zu-laut-fuer-die-marines-a-1069989.html

http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/boston-dynamics-google-stoesst-roboter-entwickler-ab-a-1083013.html

Peter(TOO)

11.10.2016, 11:33

Also dass Arm- und Beinprothesen irgendwann mal besser sein sollen als das Original... davon bin ich nicht überzeugt. Heißt nicht, dass es unmöglich ist, aber meiner Meinung nach gibt es da noch so einige ungelöste Probleme (zB. Tastsinn oder natürliche simultane Ansteuerung der Aktoren), die wohl auch erstmal nicht so leicht zu lösen sind, und sebst dann kann sich so ein Teil auch immer noch nicht regenerieren, wie es ein richtiger Arm zB. bei Verletzung oder Knochenbruch tun würde. Außerdem glaub ich, dass viele Patienten sich mit einer günstigen und funktionalen Prothese eher zufriedengeben würden, als mit einer teuren High-End-Prothese, die sich zwar echt anfühlt aber teuer ist. Rein aus technischer Sicht fände ich sowas ja trotzdem ganz interessant, allerdings gibt es auch immer noch ein paar andere Gesichtspunkte, die man nicht unterschlagen sollte.
Da ist gerade so eine Entwicklung bei Kinderprothesen im Gange.
Billig aus dem 3D-Drucker und die Kids können die Farben selber auslesen! Die finden es cool eine Prothese in rot und blau zu haben, damit das jeder sehen kann. Je nach Gesellschaft muss eine Prothese gar nicht möglichst natürlich aussehen, sie muss nur möglichst viel mitmachen.

Die Gesellschaft spielt bei all dem aber auch eine grosse Rolle.
Es stellt sich die Frage was akzeptiert wird. Im Moment geht es in die Richtung, dass man verlorene oder fehlende Gliedmassen ersetzt. Lange Zeit ging es darum, dass der Ersatz möglichst nicht auf Anhieb zu erkennen ist. Mit den Paralympics scheint da aber ein Umdenken statt zu finden. So ein "Rennbein" hat mit einem normalen Fuss nun nichts mehr gemein.

Allerdings kann die gesellschaftliche Entwicklung auch in Richtung Borg gehen....

MfG Peter(TOO)

i_make_it

11.10.2016, 12:49

Bei Kindern ist eine coole Prothese oft wirklich mehr wert als eine natürlich aussehende.
https://www.youtube.com/watch?v=oEx5lmbCKtY

Wenn Boston Dynamics sich mal an Honda-Generators gewandt hätte und da in der Ecke "Super Quiet Generators" geschaut hätte, hätten sie das Problem nicht.
Der Motor war halt nicht das Forschungsziel von Boston Dynamics, deshalb haben sie Da nichts reininvestiert.
Das rächt sich jetzt. Dabei sind Lösungen mit entsprechendem Leistungsgewicht und guter Lärmdämmung schon lange am Markt.
Bisher habe ich zwei mal bei Projekten mit dne Honda Stromerzeugern gearbeitet. Selbst nachts ohne großartige Hintergrundgeräusche sind die nciht sehr weit zu hören.

Karl1000

11.10.2016, 13:14

Naja ich denke das Teil ist generell unbrauchbar. D.H. für den militärischen Einsatz ungeeignet. Was die anderen Projekte wie z.B. den Atlas Roboter anbelangt. Der ist viel zu teuer und wird, wie Google richtig festgestellt hat, niemals im Mainstream, und nur das ist für Google interessant, Geld einspielen.

Es werden mal wieder zu hoher Erwartungen an Robotik und KI gestellt. Da wird von menschlicher Intelligenz geredet und wann wir die erreichen werden, dabei sind wir noch Meilen von der Intelligenz einer Küchenschabe entfernt. Bin da voll auf der Seite von Wolfgang Wahlster.

Peter(TOO)

11.10.2016, 13:49

Naja ich denke das Teil ist generell unbrauchbar. D.H. für den militärischen Einsatz ungeeignet.
Rein funktionell wäre es schon brauchbar, der Job wäre gewesen z.B. Mulis zu ersetzen.
Allerdings ist der Sinn solcher Fusstruppen sich unbemerkt anzuschleichen oder nachts unbemerkt ein Tal zu durchqueren.
Aber man hätte jedem Soldaten auch ein Horn und eine Blinkleuchte an den Helm montieren können, wäre billiger gewesen, als das was Boston Dynamics zu Wege gebracht hat :-)

i_make_it

11.10.2016, 16:30

Die geforderte Transportleistung von 6-8 mal Marschgepäck von jeweils 50-60kg in unwegsamen und für Radfahrzeuge ungeeignetem Gelände zu transportieren wurde ursprünglich ja nur von Boston Dynamics geschafft alle anderen Bewerber waren ja da schon draußen.
Vermutlich hat man sich bei Boston Dynamics darauf verlassen, das die Anforderung weiterhin der Lärmpegel eines Humwees ist den ein durchschnittlicher GI im Gelände aufhäulen lässt (eigene Manövererfahrung).
Das bei DARPA Projekten immer sobald es an die Truppenvorstellung geht engere Grenzen gezogen werden wurde wohl nicht berücksichtigt.
Aber da die Technik bereits exisitert, müsste man sich nur mal ein paar Honda Agregate holen und analysieren. Das US Miltär hat es bisher noch nie gestört wenn ein Produkt im Ausland patentrechtlich geschützt ist.

Das US-Marines Corps ist sowieso ein etwas eigenwilliger Haufen.
Wenn Sie worin einen Sinn für sich sehen, Boxen die es auch durch wenn die Army, Airforce und Navy schon abgewunken haben. (Bsp.:V22 Ospray).

Karl1000

20.10.2016, 16:30

Habe mir den "Toro" vom DLR mal genauer angesehen. der besitzt einfach Drehmomentsensoren(Dehnmess-Streifen?) in den Gelenken. der Mensch besitzt so etwas übrigens nicht. Es ist macht auch keinerlei Sinn ! Was man natürlich machen kann(als Spielerei), ist auf externe Kräfte, sofern sie sich als Drehmoment in den Gelenken abbilden, zu reagieren. Also nachgeben. Ich denke mal, das soll Eindruck Schinden. Für das normale Gehen nützt das aber wenig. da wird (IMHO) auch auf starre Bewegungsprofile(Bahnsteuerungen) zurückgegriffen. Was auch noch schlechter ist als beim Asimo. Den Sinn dieses "Toro" kann ich jedenfalls nicht erkennen.
Außer Eindruck zu schinden.
Wurde der "Toro" vom DFKI entwickelt?

https://www.youtube.com/watch?v=TwHStZi6toA

HaWe

20.10.2016, 18:07

Habe mir den "Toro" vom DLR mal genauer angesehen. der besitzt einfach Drehmomentsensoren(Dehnmess-Streifen?) in den Gelenken. der Mensch besitzt so etwas übrigens nicht. Es ist macht auch keinerlei Sinn !
Der Mensch hat so etwas im Prinzip natürlich sehr wohl, und zwar u.a. Propriozeptoren in den Muskeln.
Da bei einer Gelenkbewegung immer bestimmte Muskeln anders als ihre Gegenspieler gedehnt werden, weiß der Mensch (und das Tier) sehr genau, wie die momentane Gelenkstellung ist, je nachdem, welche Propriozeptoren in welchen Muskeln wie stark gedehnt sind oder nicht.
Und Sinn macht es natürlich auch. Anders wäre es auch nicht möglich, in völliger Dunkelheit zu wissen, wo sich seine Extremitäten gerade befinden, und eine einfache Aktion wie Gehen im Dunkeln und selbst Kleinigkeiten wie sich ohne Augenkoordination mir der Fingerspitze sicher auf die Nasenspitze tippen zu können, wäre auch nicht möglich. Das menschliche (und tierische) Skelett-, Muskel- und Nervensystem samt sensorischer und motorischer Zentren im ZNS ist eben doch viel komplexer als manche so gemeinhin denken ;)

i_make_it

20.10.2016, 21:34

Peter(TOO)

20.10.2016, 22:36

Karl1000

24.10.2016, 11:35

Nein Drehmoment Sensoren hat ein Mensch definitiv nicht. Dazu müssten zu allerest die Gelenke direkt, also durch Torsion der Gelenkwellen, bewegt werden. Bewegungen der Extremitäten beim Menschen werden ja wie bei einem hydraulischen Bagger durch Aufbringen von Kräften an den Schenkeln erzeugt. Und klar kann der Mensch erkennen wenn die Extremitäten mit externen Kräften beaufschlagt werden. ... Mir ging es aber darum was den Bau des Toro rechtfertigt. Nur das Aufbringen von Drehm-sensoren . Was hat man sich denn da erwartet?

i_make_it

24.10.2016, 16:30

Nein Drehmoment Sensoren hat ein Mensch definitiv nicht. Dazu müssten zu allerest die Gelenke direkt, also durch Torsion der Gelenkwellen, bewegt werden.

Hä?????

Also z.B. eine Kinderwippe hat eine Achse und keine Welle. Nach Deiner Logik ist es also unmöglich dort ein Drehmoment zu messen.
Ich wusste nicht das Drehmomente nur an Torsionsstäben auftreten.
Dann Hätte ich mir beim Cremonaplan ja immer das Ausrechnen der Summe aller Momente an den Lagerpunkten sparen können.

Der Name TORO sagt doch schon was man sich dabei gedacht hat.

TORO = TOrque controlled humanoid RObot (Drehmoment gesteuerter humanoider Roboter)

Für was braucht man nun eine Drehmomentüberwachung oder gar -Steuerung?

Die Deiner Meinung nach beim Menschen nicht vorhandenen Drehmomentsensoren, lassen den Homospiens Schmerz empfinden wenn er sich der Belastungsgrenze nähert.
Der Intelligente hört dann auf, der Dumme endet dann mit einem Muskelfaserriss oder anderen Schäden.

Ein Roboter der eine 6 Mio. € teure Reise und eine Reisezeit von 4 bis zu 18 Monaten von der nächsten Werkstatt entfernt ist, hat halt bei einem Schaden durch Überlast eine ziemliche finanzielle Auswirkung.
Das ist nur einer der Gründe warum man sowas machen sollte.
einige andere Gründe stehen in Katalogen von großen Roboterherstellern.
Denn die führen sowas auch im Programm.
Selbst Fräs- und Drehmaschinen hatten das 1987 schon im Programm um so eine Schnittkraftüberwachung zum Erkennen von Werkzeugbruch und Verschleiß zu realisieren.

Karl1000

24.10.2016, 17:42

Unter einer Drehmoment- Messung versteht man das messen der torsion einer Welle. Bei einer Wippe kann man das resultierende Drehmoment berechnen wenn man die Gewichtskraft und den Abstand zur Drehachse kennt. Kenne ich aber eins von beiden nicht und ich soll es messen soll geht das nur über die torsion .... Zum Toro: dann hätte es auch genügt den Motor Strom zu begrenzen. Abrupte Stops bei Kollisionen kann man nur mit einer Art Rutschkupplung in Griff bekommen. Also wenn der alleinige Sinn darin besteht das System vor Überlastung zu schützen.... Ich denke eher es ging um ne Verbesserung der Bewegungen. Gleichgewicht etc. Sicher weiss ich es aber nicht.. :(

HaWe

24.10.2016, 18:17

i_make_it

24.10.2016, 18:35

Unter einer Drehmoment- Messung versteht man das messen der torsion einer Welle.

Da beschreibst du die Messung des Verdrehwinkels.
Den und das Torsionsmoment braucht man, wenn man das Torsionsträgheitsmoment eines komplexen Körpers bestimmen will.

Bei einer Wippe kann man das resultierende Drehmoment berechnen wenn man die Gewichtskraft und den Abstand zur Drehachse kennt.
Kenne ich aber eins von beiden nicht und ich soll es messen soll geht das nur über die torsion ....

Das würde bedeuten, das Balkenwaagen nicht funktionieren.
Da kennt man den Abstand aber das Gewicht des Wägeguts nicht.
Beim Gegengewicht kennt man das Gewicht und stellt den Abstand solange ein bis die Linksdrehenden Momente gleich den Rechtsdrehenden sind.
Durch die Skala am Balken kann man über den Abstand das unbekannte Gewicht ablesen.

Zum Toro: dann hätte es auch genügt den Motor Strom zu begrenzen.

Und was misst man damit?
Damit bekommt man nur raus, ob ein bestimmter Drehmomentwert überschritten wird oder nicht.
Keine wirklich präzise Messung die nur zwei Werte (zu klein & zu groß) ausgibt.

Abrupte Stops bei Kollisionen kann man nur mit einer Art Rutschkupplung in Griff bekommen.

Wenn Du das sagst, habe ich wohl Jahrelang Anlagen und Maschinen gebaut, deren Notstop so nicht funktionieren kann.
Nur gut daß das bisher niemand den Maschinen gesagt hat.

auch Gewichtskräfte und Massen schätzen.
Ich mach mal aus Gewichtskräften, Kräfte allgemein.
Und wir wissen ja ein Drehmoment ist Kraft mal Hebelarm.
Somit sind die Kräfte die man z.B. beim Hanteltraining spürt, sobald der Arm nicht genau parallel zur Schwerkraftrichtung ist, technisch gesehen ein Drehmoment um ein Gelenk.

HaWe

24.10.2016, 19:25

also Karl1000 hat ntl völlig Recht, Drehmomentsensoren besitzt der Mensch definitiv nicht.
Aber Rezeptoren wie die Propriozeptoren, die die Körper-Stellung und auch ein Kraft-Empfinden vermitteln, sehr wohl. Und damit kann man dann auch Gewichtskräfte und Massen schätzen.

Ich mach mal aus Gewichtskräften, Kräfte allgemein.
Und wir wissen ja ein Drehmoment ist Kraft mal Hebelarm.
Somit sind die Kräfte die man z.B. beim Hanteltraining spürt, sobald der Arm nicht genau parallel zur Schwerkraftrichtung ist, technisch gesehen ein Drehmoment um ein Gelenk.
nein, die Sensoren in den Muskeln messen keine Drehmomente, denn sie messen kein Drehmoment direkt und sie multiplizieren auch nicht, sondern sie messen da, wo sie gerade lokalisiert sind, lokal Kräfte und andere lokale Dehnung und andere wieder lokalen Schmerz. Wenn eine "Sensordatenverarbeitung" in irgendeiner Weise stattfindet, so dass der Mensch eine Schätzung von Drehmomenten durchführen bzw. ein Gefühl dafür entwickeln könnte, dann passiert das im ZNS aus einer Vielzahl von verschiedensten Einzelsensordaten, aber nicht in den Muskelsensoren an sich: die messen nur dort, wo sie sitzen, Kraft bzw. Dehnung (und wieder andere u.a. auch Schmerz).

i_make_it

24.10.2016, 20:50

die Sensoren in den Muskeln messen keine Drehmomente, denn sie messen kein Drehmoment direkt

Das machen die Sensoren im TORO auch nicht.
Das sind eigentlich Biegesensoren, bzw. noch genauer:
an einem Biegebalken werden zwei Dehnungsmeßstreifen antiparallel, an gengenüberliegenden Flächen angebracht und gemessen wird die Längung und Verkürzung in Folge der Biegung.
32158
Beim TORO sind es 3 Biegebalken die radial unter 120° Teilung im Sensor angebracht sind.

Ein Sensor für einen Industrieroboter sieht z.B. so aus:
http://www.all-electronics.de/wp-content/uploads/migrated/image/artikel/148608_3-1024x1024.jpg

HaWe

24.10.2016, 22:06

@ Karl1000: also ich habe in meinem Körper Drehmomentsensoren.
Wenn ich mir 5 Wasserflaschen hinstelle, wovon eine leer, eine viertelvoll, eine halbvoll, eine dreiviertel voll und ein voll ist, dann und ich hebe die an, dann spüre ich das Drehmoment das die Gewichtskraft verursacht abhängig von der Armstellung und somit vom wirksamen Hebelarm.
Ich kann zwar nicht das Gewicht exakt ermitteln, aber vergleichen was leichter und was schwerer ist.

also Karl1000 hat ntl völlig Recht, Drehmomentsensoren besitzt der Mensch definitiv nicht.
Aber Rezeptoren wie die Propriozeptoren, die die Körper-Stellung und auch ein Kraft-Empfinden vermitteln, sehr wohl. Und damit kann man dann auch Gewichtskräfte und Massen schätzen.

Ich mach mal aus Gewichtskräften, Kräfte allgemein.
Und wir wissen ja ein Drehmoment ist Kraft mal Hebelarm.
Somit sind die Kräfte die man z.B. beim Hanteltraining spürt, sobald der Arm nicht genau parallel zur Schwerkraftrichtung ist, technisch gesehen ein Drehmoment um ein Gelenk.

nein, die Sensoren in den Muskeln messen keine Drehmomente, denn sie messen kein Drehmoment direkt und sie multiplizieren auch nicht, sondern sie messen da, wo sie gerade lokalisiert sind, lokal Kräfte und andere lokale Dehnung und andere wieder lokalen Schmerz. Wenn eine "Sensordatenverarbeitung" in irgendeiner Weise stattfindet, so dass der Mensch eine Schätzung von Drehmomenten durchführen bzw. ein Gefühl dafür entwickeln könnte, dann passiert das im ZNS aus einer Vielzahl von verschiedensten Einzelsensordaten, aber nicht in den Muskelsensoren an sich: die messen nur dort, wo sie sitzen, Kraft bzw. Dehnung (und wieder andere u.a. auch Schmerz).

Das machen die Sensoren im TORO auch nicht.
Das sind eigentlich Biegesensoren, bzw. noch genauer:
an einem Biegebalken werden zwei Dehnungsmeßstreifen antiparallel, an gengenüberliegenden Flächen angebracht und gemessen wird die Längung und Verkürzung in Folge der Biegung.

Über das, was im Toto passiert, habe ich mich ja nicht geäußert, aber egal was die nun machen oder nicht:
zumindest der Mensch hat keine Drehmoment-Sensoren.

Peter(TOO)

24.10.2016, 22:48

Hallo,

Ich mach mal aus Gewichtskräften, Kräfte allgemein.
Und wir wissen ja ein Drehmoment ist Kraft mal Hebelarm.
So hat man früher auch Drehmomente, z.B. an einer Motor-Welle gemessen.
Über eine Rutschkupplung wurde ein Hebelarm an die Welle und am Ende des Hebels eine Federwaage montiert.
Dann hat man die Drehzahl und die Federwaage abgelesen und an der Rutschkupplung geschraubt. Aus den Messwerten konnte man dann die Diagramme erstellen.

Für Haltemomente hat man den Hebel fest montiert und an der Federwaage gezogen.

Karl1000

25.10.2016, 09:51

HaWe hat das mit der Drehmomentmessung am menschlichen Körper sehr gut erklärt. Dem muss ich nichts mehr hinzufügen.

Mir ging es allerdings gar nicht darum welche Sensoren ein Mensch hat um Kräfte bzw. Gelenksstellungen
zu messen (hier erkennen).
Dass der Mensch, im Vergleich zu humanoiden Robotern, sehr viele Sensoren und
auch Aktoren hat, ist ja hinlänglich bekannt. Mir ging es jetzt auch nicht darum mit welcher Technik
die Gelenksmomente im Toro gemessen werden, sondern welche Verbesserungen im Bewegungsablauf damit
möglich sind. Dass man dem Toro jetzt die Hand schütteln kann ist klar, weil
im Toro-Ellbogen das Drehmoment gemessen wird das der Mensch erzeugt und der Toro
einfach seinen Ellbogen in die Drehmoment-Richtung bewegt. Ich denke das kann sich jetzt jeder
vorstellen. Sieht man auch in einem Video.
Mir gehts jetzt darum, wie mit dieser zusätzlichen Information ein z.B.
besseres Gehen möglich sein soll. Und ist das gar nicht der Fall bzw. die
Intension der Entwickler gewesen?

i_make_it

25.10.2016, 13:44

Einfach lesen. Das hilft.
http://mediatum.ub.tum.de/doc/601519/file.pdf
Kapitel 1.1

oberallgeier

25.10.2016, 14:07

.. Drehmomentmessung am menschlichen Körper .. wie mit dieser zusätzlichen Information ein z.B. besseres Gehen möglich sein soll ..Seit Jahren forscht Katja (http://typo.iwr.uni-heidelberg.de/groups/orb/people/prof-katja-mombaur/) Mombaur in Heidelberg (https://www.uni-heidelberg.de/exzellenzinitiative/zukunftskonzept/young_mombaur.html) an den Gelenken von Menschen und in apparativen Nachbildungen (Ziel: Roboter). Dazu gabs vor Jahren einen ausführlichen Artikel auf den ich hingewiesen (https://www.roboternetz.de/community/threads/53472-Programmierung-zweibeiniger-Roboter?highlight=Mombaur) hatte.

Ihr Grundgedanke bzw. eine ihrer erforschten Theorien ist die Optimierung von Gelenkbewegungen, die nach ihrer Ansicht beim Menschen auf einer Minimierung der Gelenkarbeit beruht. Dazu gibts von ihr Berechnungen anhand von massebehafteten Strichmännchen (und mehr Einflussparameter), die sich schon menschenähnlich bewegen (Beispiel Video von Strichmännchen Salto hinterlegt mit Salto von Turmspringer). Damit muss man Bewegungen von Robotern nicht mehr als viele einzelne Tasks ablegen sondern kann flüssige Abläufe online (http://www.spektrum.de/alias/wissenschaftliches-rechnen/die-wissenschaft-von-der-menschlichen-bewegung/1071951) berechnen.

......18940
......© Spektrum der Wissenschaft

Karl1000

25.10.2016, 15:14

Das ist jetzt schon 5 Jahre her. Energieeffizienz scheint wohl nicht alles zu sein (IMHO). Oder gibt es da schon reale Versuche mit Robotern? Wenn der Toro geht, kann ich keine wirkliche Verbesserung gegenüber anderen High-End-Robotern erkennen(Asimo, Schaft).

i_make_it

26.10.2016, 07:47

@Karl1000: einfach übernächste Woche mal fragen.
https://orb.iwr.uni-heidelberg.de/tadero2016/index.php/vortraege/prof-katja-mombaur/
Die Fachvorträge fangen um 18:00 an.

Der Abschlußworkshop von Koroibot war letzen Monat:
http://orb.iwr.uni-heidelberg.de/koroibot/

oberallgeier

26.10.2016, 09:12

.. 5 Jahre her. Energieeffizienz scheint wohl nicht alles zu sein (IMHO). Oder gibt es da schon reale Versuche mit Robotern? ..Eigentlich klar - die Optimierung eines Gesamtaufwandes ist nicht (immer) alles, auch nicht bei der Bewegung von Robotern. Gerade in der Grundlagenforschung ist auch nicht immer alles includiert - auch nicht in meinem Kopf! Immerhin hattest Du ja auch Deine "..HO" betont *gg*.

Zur Unterstützung meiner "..HO" habe ich erst vor ein paar Tagen das Novemberheft vom Spektrum der Wissenschaft (http://www.spektrum.de/inhaltsverzeichnis/spektrum-der-wissenschaft-november-2016/1373069) gelesen, das für mich gleich zwei aufregende Artikel brachte: Laniakea und Maschinen auf zwei Beinen. Der Roboterartikel behandelt vorzugsweise die Arbeit (nur den Running Man) des IHMC/Pensacola. Übrigens ist in der Literaturliste auch der von mir (hier wieder) zitierte, fünf Jahre alte Artikel über Katja M aufgeführt *gg*.