Robotik: Tarzan-Roboter schwingt über die Felder

[Roboternetz-News]

Bild hier   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) Bild hier  

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News Quelle: Golem
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[Feuerring]

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

[i_make_it]

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.

[Manf]

Ein solches System wurde wurde hier schon einmal als Flexi Bot angesprochen.
https://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?

[HaWe]

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).

[i_make_it]

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.

[HaWe]

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

[Feuerring]

egal ob Schwingarm oder Laufkatze, das Seil würde auf jeden Fall durchhängen, der Aufwand es vernünfig abzuspannen wäre enorm ...

[HaWe]

egal ob Schwingarm oder Laufkatze, das Seil würde auf jeden Fall durchhängen, der Aufwand es vernünfig abzuspannen wäre enorm ...

ist wahrscheinlich auch sogar für eine Laufkatze noch ein weit größeres Problem als für einen Tarzan-Roboter

[i_make_it]

ist wahrscheinlich auch sogar für eine Laufkatze noch ein weit größeres Problem als für einen Tarzan-Roboter

Das ist das schöne an Naturgesetzen sie gelten für alle gleich.
Es gibt keine Ausnahmen, nur weil man etwas peröhnlich schöner oder besser findet.

Der Aufwand beim Abspannen ist nur vom Gewichts des Seils, dessen Reißfestigkeit so wie von der Gewichtskraft der Last und dem Belastungsfall abhängig.
(Belastungsfall I = statische Belastung, Belastungsfall II = Schwellende Last, Belastungsfall III = Wechsellast)
https://de.wikipedia.org/wiki/Belastung_(Physik)

Gehen wir also erst mal von Belastungsfall I aus, können wir einfach die Gewichtslast durch eine Gegenkraft nach oben kompensieren.
Da wir aber kein senkrechtes Seil sondern ein (mehr oder weniger) waagerechtes Seil haben, greift die geometrische Kraftzerlegung (Kräfteparallelogramm)
dabei fällt einem sehr schnell auf, das je flacher der Winkel wird um so größer werden die Kräfte. (aus dem Grund hängen Tragseile immer durch)
https://de.wikipedia.org/wiki/Kr%C3%A4fteparallelogramm

Jetzt schauen wir uns mal die Laufkatze an. Diese rollt auf dem Seil ab. Es gilt Belastungsfall I.
Beim Tarzan-Roboter schwingt der Roboter nach oben und greift das Seil. wenn die Armlänge nicht geregelt werden kann, kann er bei zu viel Schwung eine Kraft nach Oben ausführen.
In dem Fall haben wir Belastungsfall III. andernfalls Belastungsfall II.
Da die Bauteildimensionierung entsprechend der größten Lastspitze vorzunehmen ist, ist beim Tarzan-Roboter nicht nur wahrscheinlich sondern sicher der Aufwand höher wie bei einer Laufkatze.

Da eine Laufkatze zum Antrieb auch nur einen Motor benötigt, kann sie bei gleicher Tragfähigkeit auch leichter gebaut werden. oder halt bei gleichem Gewicht mehr tragen als der Tarzan-Roboter.

Wie man es auch wendet es ist ein nettes Forschungsprojekt, der angepriesene Nutzen hält allerdings keinen Vergleich mit anderen Lösungen die den gleichen Randbedingungnen unterliegen stand.