Untersuchung der Robustheit beim Laufen eines zweibeinigen Roboters mit künstlicher, sensitiver Haut

• Antragsteller: Professor Dr. Gordon Cheng
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502086040

Das Gleichgewicht und die Fortbewegung von humanoiden Robotern auf zwei Beinen ist eine schwierige Aufgabe, da die Dynamik von beweglichen Fußsystemen von Natur aus instabil ist. Das Projekt "Untersuchung der Robustheit beim Laufen eines zweibeinigen Roboters mit künstlicher, sensitiver Haut" zielt darauf ab, humanoide Roboter in die Lage zu versetzen, mit künstlicher, sensibler Haut robuster über unebenes und enges Gelände zu gehen. Dies wird durch die Entwicklung eines ROS-basierten Software-Control Framework unterstützt. Die menschliche Fußsohle ist mit einer widerstandsfähigen Schicht aus glatter Haut bedeckt, die den Fuß nicht nur vor rauen Oberflächen schützt, sondern auch reichhaltige sensorische Informationen über das Terrain liefert, wie z. B. Textur, Härte, Temperatur und Druckverteilung auf dem Fuß. Heutzutage sind die meisten humanoiden Roboter nur mit Drehmoment- und Kraftsensoren an den Fußgelenken ausgestattet und können bei ihren Bewegungen nicht jede Art von Oberflächenkontakt (jede Art von Kontaktgeometrie) berücksichtigen. Wenn humanoide Roboter vermehrt in Umgebungen eingesetzt werden sollen, die für Menschen gemacht wurden, müssen sie in der Lage sein, auf verschiedenen Arten von Untergründen und Oberflächen zu gehen und zu balancieren.Mit Hilfe der vom Lehrstuhl für Kognitive Systeme in den letzten Jahren entwickelten Roboterhaut wurde ein humanoider Roboter mit Hautsensoren an der Fußsohle ausgestattet. Die künstlichen taktilen Sensoren können räumliche Informationen über die physikalischen Interaktionskräfte liefern. Solche Informationen können nützlich sein, um die Fähigkeiten von Robotersystemen und Kontrollmethoden zu verbessern. Dieses Projekt untersucht die Vorteile, die das taktile Empfinden der Fußsohle für die kontinuierliche Steuerung des Gehens bietet. Es werden verschiedene Sensormodalitäten der Roboterhaut für das Gehen auf unebenem Terrain in zwei verschiedenen Gehcontrollern ohne wesentliche Modifikationen untersucht. Wir werden untersuchen, wie Hautinformationen genutzt werden können, um die Laufbewegungen beim Auftreten auf unerwartete Hindernisse online anzupassen, insbesondere im Fall von kleinen/schmalen Trittflächen. Die Nutzung der plantaren Näherungssensorik für die vorbeugende Nachgiebigkeit des Fußes wird untersucht. Dies könnte eine Sensormodalität darstellen, die es dem Fuß ermöglicht, seine Orientierung vor dem Aufsetzen anzupassen, wobei die Nähe zum Boden als Referenz für die Steuerung verwendet wird. Der Framework wird in zwei verschiedenen menschengroßen humanoiden Robotern getestet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen