Steuerbare Roboter

Wie oft träumte ich davon intelligente Roboter zu entwickeln, die selbstständig Aufgaben erledigen können. Heute sind meine Träume näher an der Wirklichkeit, als ich es mir vorstellen kann. Es gibt schon viele verschiedene Roboter, die nicht nur agieren, sondern auch reagieren können. Hier möchte ich kurz einen Einblick in mein Hobby: das entwerfen und konstruieren von steuerbaren sowie programmierbaren Robotern vorstellen. Es gibt sehr viele verschiedene Bausätze, die ich hier aber nicht alle vorstellen kann. Meine jetzigen Bausätze sind von ASURO und Lego Mindstorms.

ASURO: ist ein am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelter Bausatz für einen autonomen multisensoriellen Roboter. Neben sechs Kollisionstastern und einer optischen Einheit zur Verfolgung einer Linie verfügt ASURO über zwei Odometer und einige Anzeigeelemente. Die mitgelieferte Duplex-Infrarotschnittstelle erlaubt die drahtlose Programmierung, wie auch eine Fernsteuerung mit dem PC. Die Steuereinheit (sein Gehirn) des Roboters ist ein RISC-Prozessor, der auch die Abarbeitung komplexer Programme ermöglicht. Die Programmierung erfolgt in C, wobei auf vordefinierte Funktionen zur Ansteuerung der beiden Motoren, der Sensoren und Anzeigen zurückgegriffen werden kann. Die mitgelieferte ausführliche Anleitung erklärt neben dem Zusammenbau und der Installation der Software auch schrittweise ASUROs Programmierung anhand zahlreicher Beispiele. ASURO eignet sich ausgezeichnet für Hobbybastler, Schüler- und Studentenprojekte.

Der Roboter ASURO ARX-03

Der Roboter ASURO ARX-03 besteht aus Einzelteilen, die man nach dem Kauf erst einmal zusammenlöten muss. Aber keine Angst, es liegt eine Bauanleitung mit Schaltplan bei. Der Aufbau ist auch für den Laien möglich. Nach dem Aufbau kann man den C Crosscompiler von der mitgelieferten CD installieren und Demoprogramme testen, bzw. eigene schreiben. Die Steuereinheit des ASURO ist ein ATmega8 Microprozessor, der die Signale der 2 Lichtsensoren, 6 Tastsensoren, 2 Lichtschranken und den 4 Leuchtdioden verarbeiten kann. Der ASURO wird angetrieben durch 2 Motoren, die in jede beliebige Richtung mit beliebiger Geschwindigkeit gesteuert werden können. Typische Aufgaben für den Roboter sind das Folgen einer Linie, das Umfahren von Hindernissen sowie das Fahren bestimmter Figuren.

Der ASURO war ursprünglich ein Projekt des DLR_School_Lab, ist inzwischen aber wegen der hohen Nachfrage auch im Handel für ungefähr 40-60€ erhältlich.

Der Roboter RP5

Der RP5 ist ein autonomer Roboter, ähnlich dem ASURO, jedoch mit mehr Sensorik und dadurch mehr möglichen Funktionen. Der RP5 ist bereits aufgebaut, wodurch auch Leute, die keine Ahnung vom Löten haben, die Möglichkeit besitzen, erste Erfahrungen in der Robotik zu erwerben. Der Robby RP5 ist durch Erweiterungsplatinen ausbaufähig und kann somit beliebig erweitert werden. Und ist somit auch für komplexere Aufgaben geeignet. Der RP5 erhält seine Befehle von einem Microcontroller der C-Serie. Seine 2 Lichtsensoren, 2 Wegstreckenmesser, 1 IR Anti-Kollisionssystem, 1 IR Kommunikationssystem, 1 Schallsensor, 1 Berührungssensor, 1 Sensor zur Überwachung der Betriebsspannung sowie 1 Stromsensor für die Motoren und 1 Stromsensor für Ladestrom machen den RP5 zu einem äußerst vielseitig einsetzbaren Roboter. Angetrieben wird der RP5 durch 6 Alkali-Batterien der Größe AA / LR6, aus denen er für ca. 1,5h Strom beziehen kann.

Lego Mindstorms

Mindstorms ist ein Produkt der Lego Familie, und zwar eine Erweiterung von Lego Technic. Lego Technic bietet die Möglichkeit, verschiedenste mechanische Geräte zu bauen und mit Motoren anzutreiben. Diese Geräte müssen aber immer noch von Hand gesteuert werden. Mit Mindstorms ist das anders: Die Modelle werden zwar mit den normalen Lego Technic-Steinen aufgebaut, hier stehen aber zusätzlich Sensoren und ein Computer, genannt RCX (Robotic Command Explorer, aus der Familie der MIT Programmable Bricks) zur Verfügung. Die Modelle können autonom auf die Umgebung reagieren, gesteuert von Programmen, die auf einem PC entwickelt und dann per Infrarot auf den RCX übertragen werden. Die von Lego gedachte Zielgruppe bestand für Kindern ab 12 Jahren, mittlerweile wird Mindstorms überwiegend von "großen" Kindern genutzt, die im Internet eine große Fangemeinde gebildet und viele Eigenentwicklungen realisiert haben, selbstgebaute Hardware (insbesondere Sensoren), Software (Compiler und Betriebssysteme) und natürlich eine unendliche Vielzahl verschiedenster Modelle. Am häufigsten finden sich fahrbare Roboter, aber es gibt natürlich auch Roboterarme, Scanner usw.

Das Robotics Invention System ist der Grundbaukasten des Lego-Mindstorms-Systems. Dazu gekommen sind Ergänzungs- und Erweiterungs-Kästen: Exploration Mars, Ultimate Builders Set, Ultimate Accessory Kit bieten zusätzliche Sensoren, Bauteile und eine Fernsteuerung. Vision Command beinhaltet zudem eine CCD-Kamera, durch die der RCX in Verbindung mit einem PC auf Farben und Bewegungen reagieren kann.

Trotz seiner Vielseitigkeit hat LEGO Mindstorms seine Grenzen. Die Anzahl der anschließbaren Motoren und Sensoren ist auf jeweils drei beschränkt. Mit entsprechenden Fähigkeiten können diese Beschränkungen umgangen werden. Allerdings kann der RCX dabei zerstört werden und ist nur für wirkliche Fachleute zuändern . Mit LEGO Mindstorms lassen sich Roboter mit Reiz-Reaktion-Mechanismen verwirklichen, die bereits verblüffende Fähigkeiten besitzen. Komplexe Leistungen wie Bildverarbeitung und die planende Lösung von Aufgaben sind direkt mit dem RCX jedoch leider noch nicht realisierbar. Ich hoffe das sich diese Bausätze in den nächsten Jahren weiter so entwickeln.

Empfohlene Links:

ASURO Roboter

Informationen zu Roboter

Roboter Typen

Übersicht von Bausätzen

Mindstormsforum

Informationen zu Lego Mindstorms

übermittelt am 11.04.07 von Dirk Remscheidt

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