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Öfters hier
So jetzt habe ich lange nichts mehr von mir hören lassen, aber ich bin noch da. Ich habe mal ein Konzept für meine Arbeit verfasst.
Es hat zwar nicht viel mit Robotern zu tun, doch ich dachte ich zeig es euch mal.
Eine Anwendung der Bionik: Lokomotion von sechsbeinigen Insekten im Roboter umgesetzt
Einleitung:
In meiner Arbeit möchte ich die Gangart von sechsbeinigen Arthropoden beobachten und mittels Videoanalyse festhalten.
Die Analyse soll zur Aufzeichnung jeder einzelnen Beinbewegung zum Zeitpunkt x dienen, sodass sich verschiedene Gangarten genau beschreiben lassen.
Mit Hilfe dieser Daten lassen sich auch die Winkel der verschiedenen Gelenke eines jeden Beines eruieren.
Wenn nun diese Daten vorliegen, lassen sich die Werte auf die Software eines Servos übertragen, was eine Rekonstruktion des Insektes in mechanischer Weise ermöglicht. Das Ziel meiner Arbeit besteht aber im Wesentlichen darin, die Daten zu erfassen um sie dann, sekundär, im Roboter zu verwenden.
Die Programmierung des Roboters und die Herstellung der Elektronik gehört nicht zu meiner Arbeit und wird daher nicht von mir bewältigt.
Analyse:
Der erste Schritt besteht darin, ein geeignetes Insekt zu finden, welches die gewünschten Eigenschaften, die ein genaues Arbeiten ermöglichen, mitbringt.
Das Tier sollte: - eine Mindestgrösse von 2cm besitzen
- über sechs(möglichst) gleich arbeitende Beine verfügen
- 2-3 Bewegungsgrade(2-3 Servos) pro Bein haben
- sich nicht zu schnell/langsam bewegen
- gut sichtbare Gliedmassen aufzeigen
Wenn das ideale Tier gefunden ist, besteht der nächste Schritt darin, das Insekt bei verschiedenen Gangarten (laufen, vorwärts; laufen, seitwärts; drehen; usw.) zu filmen. Die Kamera würde aus bestimmten Blickwinkeln filmen (Boden, seitlich, links; Boden, seitlich, rechts; von oben; usw.), um jede einzelne Beinbewegung festzuhalten.
Schliesslich hoffe ich bestimmte Laufschemas ablesen zu können.
Damit ist es möglich, die Winkel der einzelnen Gelenke aufzuzeichnen, indem man die Videos in einzelne Bilder aufteilt und dann manuell die Winkel ausmisst.
Die Schwierigkeit besteht darin, das Insekt aus der Richtigen Perspektive zu Filmen, um ein korrektes Ausmessen der Winkel zu ermöglichen.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass sich das Tier nicht konstant nach dem gleichen Schema bewegt, was wiederum meine Arbeit erschweren würde.
Roboter:
Mit den gesammelten Daten soll am Ende ein Roboter, der die Gangart des Insekts nachahmen soll, betrieben werden. Die Konstruktion und der Bau des Roboters will ich zwar auch selbst durchführen, diese jedoch nicht ins Zentrum meiner Arbeit stellen.
Die Programmierung der Steuerung würde ich nicht selbst verfassen!
Das heisst ich würde lediglich die genauen Befehle für die Koordination eingeben.
Prinzipiell besteht der Roboter aus sechs gleichwertigen Beinen, die in der Mitte zusammengehalten werden.
Die Elektronik besteht, je nach Anzahl der Gelenke, aus 12-18 Servos, einer Steuerungsplatine und der Stromquelle.
Da die Beine alle gleichwertig sind, wird die Konstruktion erleichtert, da man nur ein Bein konstruieren muss.
Das Modell würde ich aus Sperrholz oder Plexiglas fertigen und mit handelsüblichen Servos versehen. Das Steuerungsmodul lässt sich in Form eines Microkontrollers im Fachhandel besorgen und muss nur noch programmiert werden, was wie gesagt nicht zu meiner Arbeit gehören würde.
Allgemeines:
Die verschiedenen Gangarten von Sechsbeinern wurden in der Forschung schon intensiv behandelt, dass heisst, alles was ich mit meiner Arbeit herauszufinden hoffe, ist schon bekannt.
Trotzdem möchte ich genau dieses Thema nochmals selbstständig erforschen, um mir einen Einblick in jenes Forschungsgebiet zu verschaffen.
Die Arbeit ist meiner Meinung nach für einen Schüler machbar, aber sehr aufwändig.
Bei der Herstellung der Stuerungssoftware wäre ich auf professionelle Hilfe angewiesen.
Der Ansporn Reiz der Arbeit sehe ich darin, eine Erfindung der Natur abzuschauen um sie für meine Zwecke zu nutzen.
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