Ziel des Seminars:
Konzeption und Simulation einer Myorobotics Roboterextremität

Struktur des Seminars:
Zusammenbau der Hardware, Simulation von Bewegungen (Caliper & Eclipse), Softwareübertragung auf Hardware

Myorobotics ist ein EU gefördertes kollaboratives Forschungsprojekt , welches im März diesen Jahres beendet wurde. Ziel des Projektes war es Hard- sowie Software, Wissenschaftlern, Lehrenden und der Industrie öffentlich und frei zugänglich zu machen. Das Myorobotics Toolkit beinhaltet sowohl Software als auch Hardware, inklusive CAD Vorlagen und Bauteilliste. Das Baukastenprinzip erlaubt einfache und beliebige Verknüpfungen kostengünstiger Bauteile um die gewünschte Anatomie und Funktion zu erstellen.

Weitere Informationen finden sich hier: http://www.myorobotics.eu/

Tag 1:

Am ersten Tag des Seminares beschäftigten wir uns ausschließlich mit der Hardware. Wir bauten zwei Knochen, ein Gelenk sowie einen Muskel auf und setzten anschließend alle Komponenten zu einer Extremität zusammen. Die Komponenten bestanden aus Materialien wie beispielsweise Aluminium oder Carbon. Besonderheit an den Myorobotics Bauteilen ist die kostengünstige Herstellung sowie Nachgiebigkeit der Materialien. Zusätzlich wurden in Gelenken, Muskeln und Knochen Winkel- und Kraftsensoren verbaut, die es ermöglichen Kräfte und Winkeländerungen während Bewegungen zu messen. Der Muskel besteht u.a aus einem Elektromotor als Antriebseinheit, sowie einer Federkomponente - verantwortlich für die Elastizität.

Tag 2:

Der zweite Tag bestand aus der Simulation der Extremitätenbewegung in der Simulationsumgebung Caliper. Dazu orientierten wir uns am Hardware-Aufbau des „Roboters“ und erweiterten diesen um einen zusätzlichen Muskel, um Agonisten sowie Antagonistenaktivierung durchführen zu können. Die einzelnen Komponenten wurden in einem Blockdiagramm (vgl. Simulink) zusammengeführt. Durch Ansteuerung der einzelnen Motorpositionen konnten Bewegungen simuliert werden.

Tag 3:

Im letzten Teil des Seminares übertrugen wir die Simulationssoftware auf die Hardware. Dazu programmierten wir mit C++ eine alternierende Bewegung der Extremität in einem vorgegebenen Winkelbereich. Außerdem haben wir u.a. die Motorkraft, Spannung und Winkeländerung der Gelenke ausgelesen.

Aufgrund des öffentlich zugänglichen Myorobotics Toolkit dient Myorobotics Wissenschaftlern, der Industrie sowie Robotik-Interessierten als Forschungsprojekt. Mithilfe der Installations- und Bedienungsanleitung ist ein sehr guter, kostengünstiger und einfacher Einstieg in den Bereich der Biorobotik möglich.

http://www.myorobotics.eu/
Fraunhofer Institut IPA, Stuttgart