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Thema: Robotik: Tarzan-Roboter schwingt über die Felder

  1. #1
    Elektronik & Technik Infos Robotik Einstein Avatar von Roboternetz-News
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    Beitrag Robotik: Tarzan-Roboter schwingt über die Felder

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    Der Landwirt der Zukunft setzt Roboter ein, um das Wachstum seiner Feldfrüchte zu überwachen. US-Robotiker haben ein energieeffizientes System entwickelt, das von der Natur und der Literatur inspiriert ist. (Roboter, Technologie)

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    News Quelle: Golem
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Wenn ich das richtig verstanden habe muss ein Seil über die Felder gespannt werden ?!

    Warum so kompliziert schwingen ... geht viel einfacher mit Rollen ... nennt man Seilbahn
    Gruß Ralf ... Projekt-Beschreibungen www.greinert-dud.de ... "Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer, der wusste das nicht und hat's gemacht."

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Zitat Zitat von Feuerring Beitrag anzeigen
    Warum so kompliziert schwingen ... geht viel einfacher mit Rollen ... nennt man Seilbahn
    Intelligente Wissenschaftler sind nicht unbeding auch besonders schlau.
    Außer es geht nur darum das jemand den Scheck für die Fördergelder unterschreibt.
    Spätestens wenn ein Ingenieur kommt und einfach mal eine technisch-wirtschaftliche Gegenüberstellung einer einfachen Motorlaufkatze und dieser Konstruktion macht, wird wohl rauskommen, das eine Laufkatze nur einen statt zwei (vier?) Motoren braucht, da ein Arm komplett wegfällt auch eine geringere Masse hat und mit weniger beweglichen Teilen auch weniger Störanfällig und somit weniger wartungsintensiv ist.
    Wobei ein Drohne, gar kein Seil braucht das erst mal gespannt werden muß und keine Tragkonstruktion benötigt, weil grade die Siemens Lufthaken aus sind.
    Sowie sich auch problemlos abseits eines Seils oder auch mal schnell auf einem anderen Feld einsätzen lässt.
    Geändert von i_make_it (19.04.2017 um 06:24 Uhr)

  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ein solches System wurde wurde hier schon einmal als Flexi Bot angesprochen.
    http://www.roboternetz.de/community/...erarm-der-Welt
    http://www.wissenschaft.de/home/-/jo...12054/1121367/
    So steht der Roboter nicht nur für das Zähneputzen, Frisieren und Waschen zur Verfügung, sondern kann auch Mahlzeiten zubereiten oder Staub saugen.
    Jetzt kommt das Überwachen von Feldfrüchten hinzu.
    Sind das die gleichen Entwickler?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Intelligente Wissenschaftler sind nicht unbeding auch besonders schlau.
    Außer es geht nur darum das jemand den Scheck für die Fördergelder unterschreibt.
    Spätestens wenn ein Ingenieur kommt und einfach mal eine technisch-wirtschaftliche Gegenüberstellung einer einfachen Motorlaufkatze und dieser Konstruktion macht, wird wohl rauskommen, das eine Laufkatze nur einen statt zwei (vier?) Motoren braucht, da ein Arm komplett wegfällt auch eine geringere Masse hat und mit weniger beweglichen Teilen auch weniger Störanfällig und somit weniger wartungsintensiv ist.
    Wobei ein Drohne, gar kein Seil braucht das erst mal gepannt werden muß und keine Tragkonstruktion benötigt, weil grade die Siemens Lufthaken aus sind.
    Sowie sich auch problemlos abseits eines Seils oder auch mal schnell auf einem anderen Feld einsätzen lässt.
    Intelligent? oder schlau? oder nicht? oder doch?
    soweit ich den Artikel richtig verstanden habe, geht es v.a. um die Energiebilanz.

    Die kann ich natürlich hier nicht nachrechnen, immerhin wird eine Drohne mit Sicherheit nach diesem Kriterium 100%ig ausscheiden.

    Seilbahn - ja, ok, aber anscheinend ist für die Transversalbewegung per Zugmotor immer noch ein höherer Energieaufwand nötig als für das Schwingen wie von Ast zu Ast. Für manche Dinge muss man für Innovationen eben Querdenker sein, um drauf zu kommen, statt immer nur die ausgetretenen Pfade zu beschreiten und alte bisherige Methoden schrittchenweie zu optimieren (was ntl auch seine Berechtigung hat).

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    soweit ich den Artikel richtig verstanden habe, geht es v.a. um die Energiebilanz.

    Die kann ich natürlich hier nicht nachrechnen, immerhin wird eine Drohne mit Sicherheit nach diesem Kriterium 100%ig ausscheiden.

    Seilbahn - ja, ok, aber anscheinend ist für die Transversalbewegung per Zugmotor immer noch ein höherer Energieaufwand nötig als für das Schwingen wie von Ast zu Ast.

    Schauen wir doch mal die Kriterien an.
    Laufen, womöglich noch bipedal hat natürlich die schlechteste Energiebilanz und kann als bodengebundenes System auch nur mit anderen bodengebundenen Systemen verglichen werden. Denn man bekommt bei den Kamerabildern auch nur den entsprechenden Blickwinkel geliefert.

    Eine Drohne die ohne Auftriebskörper Arbeitet, hat eine schlechte Energiebilanz und kurze Einsatzzeiten.
    Eine Drohne mit Helium Auftriebskörper und ggf. Solarzellen hat eine eine lange Einsatzdauer und kann sich in 2D bzw. 3D bewegen. Kamerabilder werden also aus einer Vielzahl von Perspektiven möglich.
    An zusätzlicher Infrastrktur wird nur eine Flasche an Traggas benötigt.

    Der Tarzan Roboter benötigt an Infrastruktur ein Tragseil, welches zusammen mit der Stützkonstruktion erst mal aufgebaut werden muß.
    Bei üblichen Feldgrößen wird dieser eindimensionale Kamerapfad nicht ausreichen, man benötigt also N mal diese Konstruktion.

    Hat man jetzt so eine Konstruktion, dann kann man daran auch jede andere Bauweise und Antriebsform nutzen.
    Hier beginnt also erst die Moglichkeit der Vergleichbarkeit.
    Ein Zugseil ist ineffektiv, da man eine größere bewegte Masse erhällt.
    Ein kleiner Seilwagen mir Akku, einem Reibradantrieb und Solarzellen ist von der autonomie in etwa vergleichbar.
    Der Tarzenroboter benötigt durch seine Antriebsart etwa 3-5 Sekunden bevor nach jedem "Schritt" die Plattform ausgeschwungen ist.
    Das entfällt bei einem Seilwagen.
    Beim Tarzanroboter muß zum starten der Bewegung erst viel Energie eingesetzt werden um ein ausreichend starkes Pendeln zu erzeugen.
    Ein zeitgleich eingehängter Seilwagen könnte in der Zeit bei einer 75f/s HD+ Kammera schon problemlos 50 Meter abgefahren haben.
    Bei konstanter Fahrt muß der Motor eines Seilwagens nur die Energie zum Erhalten der Geschwingikeit gegen die Reibungsverluste aufbringen.
    Ohne das jetzt durchzurechnen und nur ausgend von den schon bekannten Erkenntnissen zu Energieeffizienz beim Vergleich von laufen und rollen, wage ich mal zu behaupten das der Sieger schon feststeht.
    Jeder Landwirt rechnet in Kosten und Nutzen.
    Also muß so ein Monitoring schnell und effizient sein. Wenn mit einem einzigen Seilwagen die ganze Feldfläche drei bis viermal täglich abfahren kann und für die selbe Leistung mehrere Tarzan Roboter benötige (weil der so langsam ist), dann steht der Sieger aus ökonomisch-wirtschaftlicher Sicht schon fest.

    Wenn eine Balondrohne die Felder 2 Mal am Tag abfliegen kann (Winddrift kompensation etc.) und die Mehrkosten der Drohne gegenüber dem Seilwagen etwa 20% der Kosten für 100 Tragmasten und 10km Tragseil liegen (50 Bahnen a 200m), und die Kosten für das Traggas eine Armortisierung der Seilbahn Lösung erst nach 10-20 Jahren ergibt, steht aus ökonomisch-wirtschaftlicher Sicht der Sieger ebenfalls fest.

    Hier wurde vermutlich für eine (für die forschenden) interessante Forschung händeringend ein Grund gesucht damit jemand den Scheck unterschreibt.
    Dabei hat man sich allerdings nicht wirklich schlau angestellt.
    Das einzig schlaue war wohl, das man jemanden gefunden hat, der noch dümmer war und mir diesem Argument bereit war Geld dafür locker zu machen.
    Erinnert mich etwas an den Inspektionsroboter für Oberleitungen, der vor 2 oder 3 Jahren mal so ähnlich als die Lösung der Zukunft vorgeschlagen wurde.
    Da waren auch einige grundlegende Probleme nicht, auch nur ansatzweise bedacht.
    Geändert von i_make_it (14.04.2017 um 13:00 Uhr)

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Schauen wir doch mal die Kriterien an.
    Laufen, womöglich noch bipedal hat natürlich die schlechteste Energiebilanz und kann als bodengebundenes System auch nur mit anderen bodengebundenen Systemen verglichen werden. Denn man bekommt bei den Kamerabildern auch nur den entsprechenden Blickwinkel geliefert.

    Eine Drohne die ohne Auftriebskörper Arbeitet, hat eine schlechte Energiebilanz und kurze Einsatzzeiten.
    Eine Drohne mit Helium Auftriebskörper und ggf. Solarzellen hat eine eine lange Einsatzdauer und kann sich in 2D bzw. 3D bewegen. Kamerabilder werden also aus einer Vielzahl von Perspektiven möglich.
    An zusätzlicher Infrastrktur wird nur eine Flasche an Traggas benötigt.

    Der Tarzan Roboter benötigt an Infrastruktur ein Tragseil, welches zusammen mit der Stützkonstruktion erst mal aufgebaut werden muß.
    Bei üblichen Feldgrößen wird dieser eindimensionale Kamerapfad nicht ausreichen, man benötigt also N mal diese Konstruktion.

    Hat man jetzt so eine Konstruktion, dann kann man daran auch jede andere Bauweise und Antriebsform nutzen.
    Hier beginnt also erst die Moglichkeit der Vergleichbarkeit.
    Ein Zugseil ist ineffektiv, da man eine größere bewegte Masse erhällt.
    Ein kleiner Seilwagen mir Akku, einem Reibradantrieb und Solarzellen ist von der autonomie in etwa vergleichbar.
    Der Tarzenroboter benötigt durch seine Antriebsart etwa 3-5 Sekunden bevor nach jedem "Schritt" die Plattform ausgeschwungen ist.
    Das entfällt bei einem Seilwagen.
    Beim Tarzanroboter muß zum starten der Bewegung erst viel Energie eingesetzt werden um ein ausreichend starkes Pendeln zu erzeugen.
    Ein zeitgleich eingehängter Seilwagen könnte in der Zeit bei einer 75f/s HD+ Kammera schon problemlos 50 Meter abgefahren haben.
    Bei konstanter Fahrt muß der Motor eines Seilwagens nur die Energie zum Erhalten der Geschwingikeit gegen die Reibungsverluste aufbringen.
    Ohne das jetzt durchzurechnen und nur ausgend von den schon bekannten Erkenntnissen zu Energieeffizienz beim Vergleich von laufen und rollen, wage ich mal zu behaupten das der Sieger schon feststeht.
    Jeder Landwirt rechnet in Kosten und Nutzen.
    Also muß so ein Monitoring schnell und effizient sein. Wenn mit einem einzigen Seilwagen die ganze Feldfläche drei bis viermal täglich abfahren kann und für die selbe Leistung mehrere Tarzan Roboter benötige (weil der so langsam ist), dann steht der Sieger aus ökonomisch-wirtschaftlicher Sicht schon fest.

    Wenn eine Balondrohne die Felder 2 Mal am Tag abfliegen kann (Winddrift kompensation etc.) und die Mehrkosten der Drohne gegenüber dem Seilwagen etwa 20% der Kosten für 100 Tragmasten und 10km Tragseil liegen (50 Bahnen a 200m), und die Kosten für das Traggas eine Armortisierung der Seilbahn Lösung erst nach 10-20 Jahren ergibt, steht aus ökonomisch-wirtschaftlicher Sicht der Sieger ebenfalls fest.

    Hier wurde vermutlich für eine (für die forschenden) interessante Forschung händeringend ein Grund gesucht damit jemand den Scheck unterschreibt.
    Dabei hat man sich allerdings nicht wirklich schlau angestellt.
    Das einzig schlaue war wohl, das man jemanden gefunden hat, der noch dümmer war und mir diesem Argument bereit war Geld dafür locker zu machen.
    Erinnert mich etwas an den Inspektionsroboter für Oberleitungen, der vor 2 oder 3 Jahren mal so ähnlich als die Lösung der Zukunft vorgeschlagen wurde.
    Da waren auch einige grundlegende Probleme nicht, auch nur ansatzweise bedacht.
    ob deine Vermutungen oder Spekulationen über die zu kalkulierenden Energiebilanzen und Umweltbedingungen stimmen oder nicht, kann ich nicht beurteilen, und auch du rechnest ja tatsächlich nichts vor - und daher sehe ich noch nicht ob das jetzt intelligent oder schlau ist, was du da schreibst, oder auch nicht. Klingt jedenfalls zunächst alles sehr pauschal und nach "aus der Luft gegriffen".
    Vielleicht solltest du das mal richtig ausrechnen, und dann findest du ja vlt sogar auch jemanden, der dir einen Scheck unterschreibt?

    Ich weiß nur nicht - hast du jemals z.B. einen DFG Forschungsantrag gestellt? Evtl unterschätzt du da auch ein wenig die Anforderungen

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Zum einen glaube ich jetzt nicht wirklich, das ein Assistenzprofessor der Georgia-Tech in Atlanta einen Antrag bei der DFG gestellt hat.
    Zum anderen habe ich schon ein paar mal mitbekommen wie das in USA mit den Mitteln läuft. Sprich wenn man den Geldgebern sagt man muß 10hoch20 erreichen und ist momentan bei 10hoch10, sagen die glatt "wunderbar dann haben wir ja bereits die Hälfte geschafft".

    Was das Rechnen angeht, es reicht in der Schule bei Physik aufgepasst zu haben.
    Die haben zwei gekoppelte Pendel.
    Jedesmal wenn der eine Arm loslässt schwingt der Körper, mit dem anderen Greifer als Drehpunkt.
    wird nun der gelöste Arm mit gleichem Drehsinn bewegt, überholt der Greifer den Körper und erzeugt so eine Bremskraft (Aktion gleich Reaktion). Das System verliert also Energie. Abhilfe wäre den Arm beim Drehen zu verkürzen, so wie es bei einer Pirouette gemacht wird um schneller zu drehen.

    Nimmt man den selben Aufbau. mit Greifern, die sie soweit öffnen können, daß das Seil reibungsarm gleiten kann, hat man eine Fortbewegung, die bei gleichen Abmessungen und gleicher Masse deutlich Energieffizienter ist.

    Aus eigener Erfahrung, weiß ich wie gut ich mit zwei Rebschnurschlingen und Prusikknoten am Einfachseil eine Wand hochkomme. Und bei waagerechten Seilen, wie energiesparend und belastungsarm man im Bärenhang mit knapp 40kg Ausrüstung schnell einen Fluß oder eine Schlucht überquert.

    Da mache ich mir dann nicht mehr die Mühe mit Rechnen anzufangen nur um eine exakte quantitative Bestätigung zu bekommen, von etwas was ich schon weis.

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Zum einen glaube ich jetzt nicht wirklich, das ein Assistenzprofessor der Georgia-Tech in Atlanta einen Antrag bei der DFG gestellt hat.
    Zum anderen habe ich schon ein paar mal mitbekommen wie das in USA mit den Mitteln läuft. Sprich wenn man den Geldgebern sagt man muß 10hoch20 erreichen und ist momentan bei 10hoch10, sagen die glatt "wunderbar dann haben wir ja bereits die Hälfte geschafft".

    Was das Rechnen angeht, es reicht in der Schule bei Physik aufgepasst zu haben.
    Die haben zwei gekoppelte Pendel.
    Jedesmal wenn der eine Arm loslässt schwingt der Körper, mit dem anderen Greifer als Drehpunkt.
    wird nun der gelöste Arm mit gleichem Drehsinn bewegt, überholt der Greifer den Körper und erzeugt so eine Bremskraft (Aktion gleich Reaktion). Das System verliert also Energie. Abhilfe wäre den Arm beim Drehen zu verkürzen, so wie es bei einer Pirouette gemacht wird um schneller zu drehen.

    Nimmt man den selben Aufbau. mit Greifern, die sie soweit öffnen können, daß das Seil reibungsarm gleiten kann, hat man eine Fortbewegung, die bei gleichen Abmessungen und gleicher Masse deutlich Energieffizienter ist.

    Aus eigener Erfahrung, weiß ich wie gut ich mit zwei Rebschnurschlingen und Prusikknoten am Einfachseil eine Wand hochkomme. Und bei waagerechten Seilen, wie energiesparend und belastungsarm man im Bärenhang mit knapp 40kg Ausrüstung schnell einen Fluß oder eine Schlucht überquert.

    Da mache ich mir dann nicht mehr die Mühe mit Rechnen anzufangen nur um eine exakte quantitative Bestätigung zu bekommen, von etwas was ich schon weis.

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    nein, ich meinte dich, wenn du hier in Deutschland jemanden brauchst, der dir nen Scheck unterschreibt. Die Fördergelder scheinen ja recht locker verfügbar zu sein, wenn man deine Posts so liest ...
    Aber was das Aufpassen in Physik angeht - nun, da würde ich bei den Referenzen aufpassen, dass du dann keine aus der Weimarer Republik verwendest und bei der Berechnung von Drehmomenten wohl doch besser in kpm oder Nm rechnest und nicht mit kgm.
    Aber dann viel Glück für deinen Forschungsantrag zu einer noch energieeffizienteren Fortbewegung als der mit dem Schaukeln!

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Ich weiß ja nicht ob die Wissenschaftler schon mal ein richtiges Feld gesehen haben oder ob die Felder in den USA so viel anders beschaffen (kleiner und gbf. vollständig flach) sind als bei uns. Ist schonmal jemand mehrere km neben einem Feld entlanggefahren? Da werden die Stützmasten auf dem Feld mehr Probleme machen (weniger Ertrag durch Flächenverbrauch, Hindernisse für die Landmaschinen, usw.) als das Dingelchen in der Lage ist zu lösen.

    Und ich glaub auch kaum das der Energieverbrauch den Aufwand rechtfertigt. Schon aus mehreren Gründen nicht. Wenn ich mir mal so ansehe wie lange Kameradrohnen sich in der Luft aufhalten können-damit kann man schon so einiges an Feldfläche beobachten. Dann wird halt mal der Akku ein paar mal gewechselt. Drohnen mit Auftriebskörper sind ne gute Idee, allerdings sind die auch sehr anfällig gegen Seitenwind. In großen Hallen machen die mehr Sinn als im Freien, aber dann muß das Wetter halt mitspielen und ein Einsatz ist eben nicht jeden Tag möglich.
    Ansonsten wären noch ULFs mit Flächen eine Option, damit kann man ohne weiteres mal einige km² Feldfläche inspizieren-abhängig von der Flughöhe und Fluggeschwindigkeit.

    Ich denke, im praktischen Einsatz sind da auch noch immense Probleme zu erwarten. Im Video z.B. kann ich nicht erkennen, wie der Robi mit Seitenkräften (Wind) umgehen kann. Ob das Konzept überhaupt eine Lösung dafür hergeben kann wäre mal eine interessante Frage. Im Labor gibt es dieses Problem von vornherein nicht, im Gegensatz zum Feld. Mit einem Fluggerät kann man auf sowas reagieren, da ist es dann nur eine Frage der Konstruktion. Laufkatzen kennen dieses Problem von vornherein nicht.

    Ich finde die Idee als Technologieerprobung im Sinne von "Geht das, und wenn ja, wie in etwa?" zwar sehr interessant und als solche hat dieses Experiment seine absolute Daseinsberechtigung. Der Einsatz mit der Landwirtschaft erscheint mir allerdings arg herbeikonstruiert. Das war wohl wirklich nur um Geldgebern was zu erzählen zu haben. Ich kann mir gut vorstellen das man große Schwierigkeiten hat, Geld für Forschung zu bekommen ohne gleich eine praktische Lösung präsentieren zu können-aber gut, daß die auch dafür anscheinend eine Lösung gefunden haben.

    Das wäre doch mal eine Sache, die man ändern könnte...

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