Entwicklung eines humanoiden Roboters

[Rabenauge]

Eine Version mit Fahrwerk halte auch ich für sinnvoller.
Würd ich einen bauen wollen, würde er zwei Räder kriegen, und sich segway-artig bewegen.
Wenn er dann noch wirklich "wirtschaftlich" arbeiten soll, halt mit Stütze, um in den Pausen Strom zu sparen.
Nicht nur, dass sowas viel einfacher zu bauen ist, es ist auch weit billiger, schneller und einfacher zu handhaben (von der Software her).
Der kann dann auch problemlos mit einem Menschen Schritt halten, sogar deutlich schneller sein.
Und vermutlich viel effizienter als es eine Laufmaschine derzeit kann.

Das mit dem Bücken sehe ich auch wie HaWe: wieso sollte _das_ nicht gehen....
Ich würd die Räder, bei einem, der etwa menschengross ist, ungefähr 20-30cm im Durchmesser einplanen, das reicht für Türschwellen mal locker, und Treppen klappen damit sowieso nicht.
Wobei selbst das (mit Mehraufwand) machbar sein sollte: indem man statt einer zwei Achsen benutzt, die als Tandemachse angeordnet sind- die mittlere Aufhängung muss dann einfach nur (motorisch) drehbar (und zwar 360°) sein. Das steigert zwar die Anforderungen um einiges, ist aber immernoch vergleichsweise wenig, zu Beinen.

[HaWe]

ja klar, stimmt, Segway-ähnlich ist eine sehr gute Idee, er könnte dann auch Ungleichgewichte beim Bücken und exzentrischen Heben über seine Gleichgewichtsregelung automatisch mit ausgleichen.
Meine Einschätzung bzgl Fahrantrieb gilt aber ntl nur für alternative Konzepte, die einfacher und billiger nachzubauen sein sollen - es soll nicht die wirklich anspruchsvolle, professionelle Konstruktion vom OP Marcel schmälern.

[HaWe]

PS,
die eigentliche Herausforderung wird aber später sicher in der Software liegen, von der Objekterkennung für Umgebung, gesuchte Objekte und Hindernisse über die Reverse Kinematik für die Greiffunktionen bis hin zur Raum-Ortung und Navigation...

[Marcel D]

Hallo Miteinander,

ja es ist immer möglich eine Kinematik schnell zu vereinfachen aber nicht umgekehrt. Die Kinematik wurde mit Beinen aufgestellt, um sich auch hier Gedanken zu machen. Ansonsten kommt die Anregung, dass der Roboter menschenähnlich aufgebaut sein soll daher, dass sämtliche Gegenstände im Haushalt für die Handhabung durch den menschlichen Körper ausgelegt sind.

Man kann natürlich eine Tabelle aufstellen, die in einer Spalte die Konstruktion der humanoiden Lösung beinhaltet und in der anderen eine Vereinfachung. Zeilenweise könnte man es dann beispielsweise nach Laufapparat, Körper und Manipulator aufteilen, so dass man sich bei der Konfiguration zum Bau durchhangeln kann. Wenn die ausführliche Konstruktion erarbeitet ist kann sie beim Bau auch vereinfacht werden.

Was die Herausforderung für die Software betrifft, so sehe ich das Ziel einen Aufbau zu haben, der sich über ein Interface steuern lässt. Die Herausforderung einer übergeordneten Software , welche dann die Bedienung des Interfaces übernimmt, kommt eigentlich erst wenn der Rest funktioniert.

[HaWe]

ja, die Idee und der Ansatz sind grundsätzlich schon richtig:
Um eine auf menschliche Möglichkeiten und Gewohnheiten angepasste Umgebung mit einer Maschine zu bearbeiten, sollte die Maschine menschenähnliche Bewegungsmöglichkeiten (Größe, Kinematiken) haben.
Dein Ansatz ist also sicher richtig und damit auch sicherlich für das Ziel geeignet. Die Latte hängt halt nur extrem hoch, wenn es um den Nachbau geht, sowohl was Materialbeschaffung, Material-Bearbeitung inkl. Maschinen, Werkzeug, Werkbänke etc., und sicher auch was den Preis angeht, und die Segway-Idee wäre immerhin ein kleiner Ansatz, das Gerät zumindest ansatzweise zu vereinfachen und billiger zu machen....:
das macht dein Projekt insgesamt für mich zwar hochinteressant, aber liegt auch in ALLEN Kriterien weit außerhalb meiner Möglichkeiten, denn ich besitze zum Bauen überhaupt nichts außer ein paar wenige Schraubenzieher und Kombizangen - und preislich müsste sich alles unter EUR 2000 inkl. aller Mechanikteile samt Motoren und Treiberplatinen abspielen, programmierbar mit fertigen C++ Libraries, und das ist sicherlich absolut illusorisch.
Aber ich schaue dennoch weiterhin sehr gerne zu!

(PS: was ich oben über "Reverse Kinematik" schrieb, hatte sich eigentlich nicht auf die Geh-Kinematik bezogen, sondern auf die Greif- und Handlungs-Kinematik, wenn man z.B. intelligente Körper/Arm-Bewegungen zum Geschirr-Aus- und -einräumen, Bier oder Wasser holen, Getränke einschenken, Schachspielen oder Staubsaugen programmieren will, denn das geht ja alles nicht über Lookup-Tabellen: man muss also ständig für jede gegebene Zielposition und -Richtung zum Halten eines Gegenstands sämtliche Winkel rück-rechnen, in die jedes einzelne Gelenk von Hand, Arm und Körper gedreht werden muss, um den Gegenstand "richtig" zu greifen, zu halten und zu bewegen. Dazu wäre nach aller Wahrscheinlichkeit zusätzlich sicher auch noch eine KI nötig zur Ermittlung von "sinnvollen" Bewegungsmustern über spezifische Trainingsphasen.
Ich habe eine Reverse Kinematik aber bisher noch nicht enmal für 1 einzigen 7DOF Robotarm mit simplen Servos auch nur theoretisch und ansatzweise irgendwo gefunden, noch nicht mal zum Testen - und ein Humanoider wird ja bei 2 Armen plus Oberkörper und Beine ein Vielfaches dieser 7DOFs haben.)

[White_Fox]

Ein schöner Roboter...und der Kopf ist ja der Knaller.
Ich wünsche dir viel Erfolg damit und freue mich, ihn mal laufen zu sehen.

Edit:
@HaWe:
Ich kann mir auch gut vorstellen daß ein segwayartiges Konzept einige Aspekte vereinfachen würde, aber wäre so etwas z.B. für Tätigkeiten, die eine Hebelbelastung erfordern (am Besten noch im Stillstand), geeignet?
Beispiel: einen schweren Gegenstand von einem Tisch aufnehmen (und vielleicht noch halten), wobei der Gegenstand relativ weit hinter der Kante liegt. Voller Kochtopf auf der hinteren Herdplatte, oder so. Auf zwei Beinen kann ein Mensch mittels Ausfallschritt einen recht stabilen Stand erreichen, bei einem segwayartigen Konzept stelle ich mir das schwierig vor.

[Rabenauge]

Das Problem hast du mit Füssen genauso...ich stelle mir das gerade bildlich vor:
Der Roboter steht am Herd (und kann nicht weiter nach vorne treten, eben, weil da der Herd steht), streckt nun die Arme weit vor (um an den hintersten Topf zu kommen)- nun hat er ein Problem, in dem Moment, wo er den Topf anhebt (und der bisselwas wiegt).
Der Schwerpunkt wandert weiter vor, als es der Roboter ausgleichen kann...er kann nur eins tun: sich insgesamt zurücklehnen (um halt ein Gegengewicht zu schaffen)- die selbe Strategie würde mit nem Fahrwerk _auch_ funktionieren.
Dass der Kerl "im Rücken (Hüfte, Knie, halt in der X-Achse)" beweglich sein muss, hatten wir schon.
Sonst kann er ja nix vom Boden aufheben...

Grenzen hat sowas immer: auch du kannst nicht nen Zentner an ausgestreckten Armen halten, wenn du die Möglichkeit nicht hast, die Füsse weiter vor (unter den Gesamtschwerpunkt) zu bringen.
Du kippst einfach um....
Ob das nun Füsse oder Räder sind, spielt dabei keine Rolle.