Ein Roboter mit Gefühl

10.9.2015 |

Ingenieur Ludwig Barthuber vom Campus hat eine bisher einzigartige Maschine gebaut

Einen fühlenden Roboter hat Ludwig Barthuber entwickelt. Der Mitarbeiter des Technologie Campus Cham hebt seine sieben Kilogramm schwere Erfindung hoch und zeigt sie stolz. In seinem Labor an der Badstraße hat er den "Griprob" konzipiert, geplant und geschraubt. Der Burghausener hat einen Roboter entwickelt, der einen Wahrnehmungsprozess imitiert. Stark vereinfacht gesagt, entspricht das dem Fühlen des Menschen.

Entwickler Barthuber gelang damit ein entscheidender Schritt hin zum autonomen mobilen Roboter. Das heißt, die Maschine agiert selbstständig auf Basis erfühlter Daten. Denn der Roboter verlässt sich - anders als bisherige Entwicklungen - nicht auf einprogrammierte Vergleichswerte. Misserfolge, wie sie der amerikanischen Raumfahrtsbehörde mit einer ihrer Marsrover-Missionen beschieden waren, gehören damit der Vergangenheit an. Der Clou ist die der Wahrnehmung des Menschen ähnelnde Informationsverarbeitung. Dem Roboter gelingt das über seine drei Ketten und die Antriebsaggregate.

Wie ein Barfußläufer

Die beiden äußeren Ketten setzt ein Motor in Bewegung, ein weiterer die mittlere. Unterschiedliche Laufgeschwindigkeiten der äußeren und inneren Ketten ergeben sich durch Unterschiede im Material des Bodens. Schotter bremst stärker als Asphalt. Sinkende Umlaufgeschwindigkeiten der Ketten gehen mit steigendem Motorstrom einher. Größen, aus denen der Roboter direkten Rückschluss auf den Untergrund zieht. Auf dieser Basis entscheidet Griprob, welche Kraft er bei der Fahrt über Sand- oder Betonböden braucht und ob der Boden überhaupt befahrbar ist. Dieses Wissen wiederum ermöglicht der Maschine eine Anpassung der nötigen Leistung und damit die Berechnung des für einen eigenständigen Ausflug benötigten Stroms.

Barthuber vergleicht: "Das ist wie beim Menschen, der barfuß über den Strand läuft. Der fühlt Sand und weiß: Er muss sich mehr anstrengen, um vorwärtszukommen." Was beim Menschen zur Serienausstattung gehört, ist in der mobilen Robotertechnik bisher einmalig.

Der 33-jährige Mechatronikingenieur kennt die Stufen in der Roboter-Evolution. Mittels Sensoren gelangen den Maschinen nur indirekte Rückschlüsse auf die Umgebung, in der sie sich bewegten. Unter anderen Kamera-Augen oder Mikrophon-Ohren erfassten sie den Untergrund. Die Maschine vergleicht den mit eingespeicherten Werten. Doch die müssen vorher bekannt sein.

Einprogrammierte, mathematische Muster helfen, die Art des Bodens abzuschätzen. "Doch das ist wie der Blick auf eine Drecklache, die flach aussieht, dann aber doch einen Meter tief ist", erklärt Barthuber. Ähnlich unspezifisch ist auch der Vergleich mit vom Boden abgegebenen Geräuschen. Da erfolgt der Abgleich des Roboters über charakteristische Frequenzen, die von Mikrofonen abgenommen werden. Der Roboter aus Cham agiert aber eigenständig und ist nicht auf Vergleichswerte angewiesen.

Kontrolleur für Rollfelder

Und das bringt den Entwickler auf eine konkrete Idee. Sein Roboter könnte bei Antarktis-Expeditionen zum Einsatz kommen. Die Teilnehmer schicken Griprob zur Kontrolle des Flugfelds los. Die von der Maschine ermittelten Messwerte zur Bodenbeschaffenheit ermöglichen herauszufinden, ob die Rollbahn zu glatt für Flugzeuge ist. Ansonsten überlässt der junge Mechatroniker die praktische Anwendung seines Geräts der Phantasie späterer Nutzer.

Barthuber arbeitet bereits seit drei Jahren an der Idee für den Roboter. In den vergangenen Monaten entstand aus den Entwürfen ein konkretes Modell. Etwa 40 Zentimeter ragt der Roboter in die Höhe. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,24 Stundenkilometer braust er durchs Geände. Auf dem Technologie Campus entstand das Kettenfahrzeug aus Normteilen und vor Ort gefertigten Bauteilen.

Quelle: Chamer Zeitung