Roboterarme auf Kickstarter


https://www.kickstarter.com/projects/roboinside/smart-club-mini-arm-the-worlds-smallest-diy-robot

Was normalerweise die Industrie an Robotik-Armen im Angebot hat erfüllt nicht die Bedürfnisse von Privatkonsumenten. Selbst der Baxter Robot der schon auf Consumer-Friendly hin optimiert wurde ist viel zu groß um ihn sich in die Küche zu stellen. Andere Roboter wie Nao sind zwar klein und niedlich aber kosten oberhalb von 10000 US$ das Stück. Die obige Kickstarterkampagne hat das Problem erkannt und verspricht Abhilfe. In dem Video ist ein sehr preiswerter Plastikarm zu sehen, der auf einem Fahrgestoll montiert ist. Das ganze sieht zwar nicht sehr stabil aus, dürfte aber dafür halbwegs erschwinglich sein. Man erhält damit so eine Art von fahrbarem Roboterarm, eine ziemlich gute Idee wie ich finde. Bleibt noch das übliche Problem mit der Programmierung. Im Video ist eine Lego Mindstorms ähnlich Oberfläche zu sehen auf der man sich Tasks zusammenklickt, aber das geht noch besser.

Apropos, da fällt mir etwas ein. Vor einiger Zeit habe ich bereits den ultimativen Roboter entdeckt. Er heißt Inmoov, ist unglaublich preiswert und ist einem Menschen nachempfunden. Vorteil von inmoov ist, dass man keine weitere Hardware mehr benötigt, weil der bereits gut bestückt ist mit Servomotoren. Das heißt, inmoov kann in der Theorie jeden anderen Robotertyp emulieren, vorausgesetzt die Programmierung stimmt. Die Idee geht ungefähr so, anstatt sich einen Roboterarm zu kaufen, dann noch einen weiteren der beweglich ist, dann einen Staubsauberroboter der nur aus einer Plattform besteht, dann einen Spinnenroboter um den Gait-Patterns zu studieren, dann noch einen kleinen Nao roboter weil man avatar benötigt und dann noch einen Roboter der speziell für Labyrinthe konstruiert wurde, braucht man eigentlich nur einen Roboter: inmoov. Der hat bereits Beine, Hände, Kopf usw. Warum sich inmoov bisher nicht so recht durchsetzen konnte hat damit zu tun, dass man Spezialhardware wohl leichter programmieren kann. Anders gesagt, beim inmoov Roboter gibt es hardwaretechnisch keinen Flaschenhals mehr sondern die Leistung hängt einzig von der Software ab.

Laut http://www.robotshop.com/letsmakerobots/robot-inmoov-3d-printed benötigt man insgesamt 24 Servos, hardwaretechnisch sicherlich kein Problem, doch woher nimmt man die dazugehörige Software? Was man noch relativ einfach realisieren könnte wäre ein Physik-Engine wo erstmal diese 24 Motoren aktiviert sind. Sowas in Box2D zu konstruieren ist halbwegs überschaubar.

In der Abbildung in der Einleitung dieses Artikel habe ich das Problem einmal visuell dargestellt. Zu sehen ist ein minimalistischer Roboterarm plus ein Objekt was man damit bewegen kann. Diese Abbildung sieht schon ziemlich einschüchternd aus, weil die inverse Kinematik bereits aus 3 DOF besteht, aber sonst lässt sich der Arm nicht vernünftig bewegen. Es hat schon seine Gründe warum es relativ wenig Forschung in Sachen biped Roboter und Roboterarme gibt, weil es dochnochmal eine gänzllich andere Kategorie ist sowas anzusteuern. Ich habe zwar bereits eine idee wie es klappen könnte (virtuelle Sensoren plus Behaviors, daraus dann via Scripting AI den Agenten basteln und iterativ verbessern) aber ob es funktioniert ist unklar. Im Grunde gilt es mehrere Hürden zu nehmen:

1. Simulation der inversen Kinematik in Box2d mitsamt grafischer Ausgabe
2. Berechnung der Zielkoordinanten der inversen Kinematik (Gradientenabstieg oder ähnliche Algorithmen)
3. Programmierung eines Agenten mitsamt virtueller Sensoren und Behavior um die Domäne „Roboterarm greift Kiste“ in Sourcecode nachzubilden

Ich würde mal grob schätzen dass man insgesamt 2k Loc in C++ benötigt, vielleicht sogar hoch bis 5k Loc bis der erste Prototyp einsatzbereit ist. Und selbst dann wird der Roboterarm vermutlich nicht mehr können als eine Kiste vom Rand in die Mitte zu schieben und zwar bis in alle Ewigkeit.

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Ein Gedanke zu “Roboterarme auf Kickstarter

  1. Thanks for your comments on the roboinside mobile arm. This is not an industrial or even home use arm. It’s an educational toy. It’s a plain motor without any encoder or feedback. The target audience is schools and kids. It’s to give them an opportunity to build something real, and learn basic programming skills. For those intents and purposes it’s outstanding.

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