humanoide Roboter

[Peter(TOO)]

Hallo Karl,

Mechanik:
Unser Muskel- Skelettaufbau ist hoch komplex und extrem optimiert. Er kann Energie kurzzeitig zwischen Speicher und für die nächste Bewegung verwänden. Er kann sehr gut Schockbelastungen abfedern, dämpfen und kompensieren. Der Energiespeicher ist optimal über den ganzen Körper verteilt. Ein paar Millionen Jahre Evolution haben dafür ausgereicht.
Bisher werden humanoide Roboter mit Motoren (Rotationsantriebe) entwickelt und nicht mit "Muskeln", es ist sehr schwierig diese Antrieb bei Schockbelastungen zu dämpfen oder die Energie kurzzeitig zwischen zu speichern.
Kurzum: Mechanisch ist der Mensch den Robotern noch weit voraus. Vielleicht wird es bald besser geignete Materialien und Antriebe geben, dann wird auch die Performanze ähnlicher zum Menschen.

Nachzutragen wäre noch, dass der Antrieb (Muskeln) eigentlich doppelt vorhanden ist.
Ein Muskel setzt sich aus zwei unterschiedlichen Muskelfasern zusammen:
1. Sehr schnelle, welche aber nicht ausdauernd und auch nicht so kräftig sind.
2. Langsame, kräftige und ausdauernde.

Hinzu kommt noch, dass sich dieser "Antrieb" den Umständen anpassen kann. Je nachdem was man dauernd macht oder auch trainiert, passt sich das Verhältnis dieser beiden Muskelfasern über die Monate an. Im Alter gibt es dann eine generelle Verschiebung zu den langsamen Muskelfasern.
Das Anpassen ist generell ein Nachteil der Roboter. Auch die Knochen sind nicht wirklich fix, auch diese passen sich den auftretenden Kräften an und werden dauernd optimiert. Wenn du also Gewichte heben gehst, werden die dabei belasteten Knochen mit der Zeit auch kräftiger, nicht nur die Muskeln.

Damit ein Robi da mithalten kann, müsste man auch zwei Antriebssysteme einbauen, also noch mehr Energieverbrauch und der Robi wird noch schwerer.

Lassen wir uns mal überraschen wie das in 20 Jahren aussieht!
Bedenke mal, was vor 20 Jahren möglich war und was heute machbar ist.

MfG Peter(TOO)

[Karl1000]

zum Thema vor 20 Jahren, also so Mitte der 90er Jahre alo um 1995. Da gabs auch schon schnelle Pentiums die auch mit der heutigen Software kaum ausgelastet wären. Vor allem nicht auf Assemblerbasis.
Servoantriebe gabs auch und auch Positionssensoren und Tachos. Also wäre es wohl vor 20 Jahren auch gegangen, oder täusche ich mich da?

[Peter(TOO)]

Hallo,

zum Thema vor 20 Jahren, also so Mitte der 90er Jahre alo um 1995. Da gabs auch schon schnelle Pentiums die auch mit der heutigen Software kaum ausgelastet wären. Vor allem nicht auf Assemblerbasis.
Servoantriebe gabs auch und auch Positionssensoren und Tachos. Also wäre es wohl vor 20 Jahren auch gegangen, oder täusche ich mich da?

Naja, Silizium gab's auch schon vor dem Germanium-Transistor, zudem dienten die Versuchen, welche zur Entdeckung des Transistor-Effekts führten, eigentlich dazu Feldeffekt-Transistoren herstellen.
Patente und einzelne Muster von Schaltelementen, welche den Feldeffekt nutzen, gab es schon um die Jahrhundertwende.
Germanium hat man auch nur genommen, weil man Silizium-Einkristalle technisch noch nicht mit der nötigen Reinheit herstellen konnte.

Bei den Robis fehlte vor allem einiges an Verständnis für die Bewegungsabläufe. Hier hat vor allem die Bionik einen grossen Anteil an wissen geliefert. Teilweise fehlten auch brauchbare Sensoren, nur um später zu erkennen, dass es auch einfacher geht

Beim Kamera-Autofokus ging man lange auch in die falsche Richtung. Die Idee war, dass das Auge irgendwie die Entfernung über den Winkel der beiden Augen bestimmt und so fokussiert. Stereoskopische optische Entfernungsmesser gab es damals schon seit ewigen Zeiten.
Irgendwer fragte sich dann, wie einseitig blinde eigentlich fokussieren? Dabei entdeckte man, dass bei optimalem Fokus auch der Kontrast einen maximalen Wert hat. Hätte man alles schon viel früher haben können, an der Technik lag es damals nicht!

Wenn Kennedy nicht die Vorgabe geliefert hätte, wäre möglicherweise bis heute noch kein Mensch auf dem Mond gewesen.

Im technischen Museum in München steht eine Drehbank für Kanonen aus dem Mittelalter, alles aus Holz.
Da ist schon alles vorhanden, was bei einer modernen, nicht CNC, Drehbank heute auch vorhanden ist.
Man hätte also schon vor 500 Jahren eine moderne Drehbank aus Metall bauen können .....
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehmaschine#Geschichte

Die Deutschen hätten damals als Erste die Atombombe haben können, aber man hat gar nicht in diese Richtung geforscht. Die damaligen deutschen Atomphysiker waren direkt nach dem Krieg in England, mit Rundumüberwachung, interniert. Als sie von der ersten Atombombe über Japan gehört hatten, konnten sie in etwa einer Woche die dazu nötigen Theorien entwerfen und lagen, z.B. bei der kritischen Masse, gar nicht weit neben der Realität obwohl sie das Ganze nur theoretisch angehen konnten...

Die nötige Technik ist das eine, etwas auch umzusetzen aber etwas ganz anderes!

MfG Peter(TOO)

[i_make_it]

Also Hond ist mit dem E0 1986 an die Öffentlichkeit getreten.

und die erste Asimo Gerneration gab es 2000.

http://world.honda.com/ASIMO/history/index.html

Dafür schlägt sich der Homosapiens doch schon ganz gut im Schöpfer spielen. Wenn man sieht was wir in 29 Jahren geschaft haben und dagegen die Zeit stellen die die Natur mit Versuch und Irrtum gebraucht hat uns hervorzubringen.
Wenn man die gleichzeitige Entwicklung von Aktoren, Sensoren, Rechenleistung, Energiespeichern und mathematischen Grundlagen sieht, merkt man das sich erst jetzt langsam die technischen Möglichkeiten ergeben die notwendig sind. Dann ist das ja auch noch eine Geldfrage. Forschung und Entwicklung über einen so langen Zeitraum zu betreiben für etwas für das es noch gar keinen Markt gibt. Es entwickelt sich momentan ja grade mal ein Markt für Exoskelette (Hulc, Daewoo Schiffswerft) http://www.newscientist.com/article/...l#.VQE-6OFp2xM
Wenn man sich den Zeitraum von der Zuse Z1 bis zu heutigen Smartphones ansieht, dann hat das fast 75 Jahre gedauert. Bei Robotern müssen noch ein paar mehr Techniken wie Computer und Telekommunikation konvergieren um ein Produkt zu erhalten.

Kurzantwort: Humanoide Roboter bewegen sich im Vergleich so schlecht, weil die technische Evolution noch nicht so weit ist.
Also ABI machen, Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik studieren in mindestens einem einen Doktor machen und mit neuen Ideen die Entwickler verstärken.

Ach so: Hüpf Vorführung gab es grade erst als Asimo und Merkel aufeinenandetrafen.
(Eine verkürzte Sequenz von dem hier)
https://www.youtube.com/watch?v=Mt4qoxL3XQQ

[Karl1000]

Der Markt ist(oder besser wäre) gewaltigst. Gewaltiger wohl als alles andere im Moment. Aber solange diese Kästen rein gar nix können, also nicht mal laufen, ist das alles unbrauchbar.
Und was das Produkt anbelangt, also da fallen mir schon Haufen Sachen ein, Voraussetzung ein Androide bewegt sich wie ein Mensch.

[i_make_it]

Glaube ich nicht das der Markt gewaltig ist, beim Aibo war ich auch interessiert, aber wegen des Preises nicht bereit zu kaufen. Somit zähle ich nicht zum potentiellen Abnehmerkreis, also nicht zum Markt.
Genau das selbe mit den Flugtickets von Virgin Galactic. Da bin ich höchst interessiert, aber die 200000$ habe ich mal nicht eben locker, also zähle ich nicht zum Markt.
Wenn man sich die Komplexität von Asimo ansieht, und ansieht was bipedale Spielzeugroboter kosten, dann kann man schon mal ganz grob abschätzen was alleine der Materialwert und die Fertigungskosten sind. Da ist noch nichts drauf für die Amortisierung der Entwicklung und kein Gewinn für den Hersteller. Von daher ist der Markt recht klein. Auch der Nao von Aldebaran Robotics interessiert mich sehr aber die Preise sind einfach zu hoch für mich. Für einen einzigen Nao kann man sich eine gute Fräsmachine mir viel Zubehör kaufen und so eine Menge selbst bauen.
Nimmt man kleine Maschinen, bekommt man für den Preis eines Nao eine komplette Ausstattung aus Drehbank, Fräsmaschine, Bandsäge und Schleifmaschine.

[HannoHupmann]

Wiel der Markt so groß ist, kaufen sich ja auch Firmen wie Amazon und Google in das Thema mit ein. Honda (Asimo) hat die Robotersparte bisher komplett fremd finanziert aus dem Autoverkauf.

Es ist eben ein technisch hoch anspruchsvolles System (mechanisch und steuerung), daher wird hier auch noch viel passieren müssen, bis Lösungen herauskommen, wie sie uns Film und Fernsehen als wünschenswert suggerieren. Leider geht in der Gesellschaft immer mehr das Verständnis verlohren, wie schwierig Technik dieser Art ist, heute scheint alles technisch möglich zu sein. Die gleichen Gedanken gab es in der Zeit der industriellen Revolution auch schon und damals dachte man, ab jetzt lässt sich alles technisch lösen.

Es lässt sich prognostizieren, dass sich in den nächsten 10-20 Jahren noch sehr viel tun wird auf dem Gebiet. Ich setze voll darauf, dass 2050 eine Robotermannschaft den Fussball Weltmeister besiegt .

[Peter(TOO)]

Hallo,

Kurzantwort: Humanoide Roboter bewegen sich im Vergleich so schlecht, weil die technische Evolution noch nicht so weit ist.

Das "komische" am Gang des ASIMO ist, dass er zum gehen in die Knie geht.
Der Mensch macht das eigentlich nur beim anschleichen, weil diese Bewegungsablauf weniger effizient ist.

Beim normalen gehen des Menschen bleibt das Knie gestreckt, abgefedert wird mit dem Fuss. Hinzu kommt noch, dass beim vorziehen des unbelasteten Beins die Schwungkraft ausgenutzt wird, also kaum eine Antriebsleistung benötigt wird.
Bei Prothesen wird dies schon so gemacht, da hat man einen passiven Trick gefunden, das Kniegelenk wird dabei mechanisch ausgekoppelt.
Beim ASIMO scheint dies nicht so einfach umsetzbar zu sein.

Wie man sehen kann, ist das Erkennen erst ein Teil des Ganzen.

MfG Peter(TOO)

[Karl1000]

Asimo muss in die Knie gehen, weil sonst beim Aufsetzen des Fußes zu wenig Drehmoment aufs Kniegelenk und auch aufs Hüftgelenk wirken würde.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Asimo muss in die Knie gehen, weil sonst beim Aufsetzen des Fußes zu wenig Drehmoment aufs Kniegelenk und auch aufs Hüftgelenk wirken würde.

Wie ich geschrieben habe, spielen jede Menge Punkte eine Rolle, weshalb der Bewegungsablauf nicht menschlich ist.
Da spielen auch die Masseverhältnisse der Glieder und die Lage des Schwerpunkts eine Rolle.

Beim Menschen liegt der Schwerpunkt etwa auf der Höhe des Bauchnabels. In Aufrechtem Zustand hat man also ein labiles Gleichgewicht.
Technisch versucht man meistens den Schwerpunkt möglichst tief zu legen, Extrembeispiel: Das Stehaufmännchen. Hier bekommt man dann ein stabiles Gleichgewicht.

Aber ich habe jetzt keine Ahnung wo der Asimo seinen Schwerpunkt hat?
Aber dieser beeinflusst die möglichen Bewegungsabläufe.

Bei Industrierobotern hat man diese Probleme alle nicht, hier wird die Umgebung, und sogar die Konstriktion der Bauteile, dem Roboter angepasst. Allerdings kommt dann mit dieser Umgebung der Mensch nicht mehr zurecht.

Das Ganze ist natürlich auch eine Frage der Prioritäten:
- Das grösste Problem ist sicher einmal, dass ein Robi mit dem Gelände zurecht kommt, in welchem sich auch der Mensch aufhält, also z.B. Treppen. Kein Robi wäre auf die Idee gekommen Treppen zu bauen, die hätten nur Rampen gebaut.
- Die Grösse ist auch so ein Problem, der Robi sollte durch Türen durch kommen und in einen Lift passen. Hier spielen auch noch psychologische Faktoren eine Rolle, wenn der Robi zu gross ist, wirkt er schnell mal bedrohlich. Wenn er zu klein ist, kommt er im Lift nicht ins oberste Stockwerk, ist also nicht kompatibel mit einer für Menschen eingerichteten Umgebung.
Asimo wird nicht zufällig die Grösse eines Kindes haben!
- Menschliche Bewegungsabläufe stehen dann recht weit unten auf der Liste.

Die nähere Zukunft wird mit Sicherheit zweigleisig sein, also Industrieroboter und solche die sich in einer menschlichen Umgebung bewegen können.

MfG Peter(TOO)