Institut für Robotik und Mechatronik

Institutsleiter: Prof. Dr. Alin Albu-Schäffer

Das langfristige Ziel unserer Robotik-Aktivitäten basierte immer auf der Idee, Menschen von inhumanen und gefährlichen Aufgaben zu befreien. Während in den ersten Jahren der Robotik in unserer Abteilung der hauptsächliche Interessenschwerpunkt auf die Entwicklung von Robotersensoren (und auf sensorbasierten Mensch-Maschine Schnittstellen) und die Schließung von intelligente Sensor Feedback-Schleifen beschränkt wurde, haben sich in den letzten Jahren die Aktivitäten beträchtlich ausgeweitet. In der Gegenwart ist das allgemeine Ziel der Entwurf einer neuen Generation von multisensorisierten Leichtbauroboter für Raumfahrtanwendungen, die sowohl von Astronauten als auch von Bodenstationen bedient werden können, basierend auf kräftigen Telerobotik Konzepten und Mensch-Maschine Schnittstellen. Dieses Ziel wird durch ein hohes Maß an Interdisziplinarität gekennzeichnet und besteht aus einigen wichtigen Aufgabengebieten

Mechatronik – Entwicklung von Sensoren und Aktuatoren
Lernen – Anpassung und Selbstverbesserung
Vision – Echtzeit- Visuelle Fähigkeiten für intelligente Robotersteuerung
Telerobotik – Fernsteuerungskonzepte für Raumfahrtroboter
Raumfahrtrobotik – Navigation mobiler Plattformen
Medizinrobotik – Robotik in medizinischen Anwendungen

Während in den ersten Jahren unserer Robotik-Aktivitäten Kooperationen mit terrestrischen Firmen überwogen, wurden die letzten 5 Jahre durch enge Kooperationen und Verträge mit der Raumfahrtindustrie gekennzeichnet. Das Raumfahrtrobotiktechnologieexperiment ROTEX – Europas erster aktiver Schritt in Richtung Weltraumrobotik – basiert massiv auf den Konzepten und Systemen, die hier entwickelt werden (multisensorisierte Greifer, lokale Autonomie, Telerobotikstation); nichtsdestotrotz werden in der Zukunft beachtliche Bemühungen unternommen, um Technologien, die für den Weltraum entwickelt wurden (z.B. Leichtbaukonzepte), zurück in terrestrische Anwendungen zu transferieren.

Mitarbeiter des Instituts für Robotik und Mechatronik

Robotersysteme

Mobile Humanoid "Rollin' Justin"

The mobile robotic system Justin with its compliant controlled light weight arms and its two four finger hands is an ideal experimental platform for dual handed mobil manipulation. The newly developed mobile platform allows the long range autonomous operation of the system. The individually movable, spring born wheels match the special requirements of “Justin's” upper body during manipulation tasks. Various sensors allow the 3D reconstruction of the robot's environment and therefore enable Justin to perform given tasks autonomously.

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Hand Arm System

Das DLR Hand Arm System ist ein anthropomorpher Roboter mit Antrieben, die mit einer passiven variablen Federsteifigkeit ausgestattet sind. Es soll sein menschliches Vorbild bezüglich Größe, Gewicht und Leistungsfähigkeit nahe kommen. Der Fokus der Entwicklung lag auf der Robustheit, hoher Dynamik und Geschicklichkeit des Systems.

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Leichtbau-Roboter

Hände benötigen Arme und umgekehrt. Wir haben eine lange Erfahrung in der Entwicklung von Leichtbau-Roboterarmen, die ein 1:1 Kraft : Gewicht Verhältnis aufweisen, die jetzt schon so präzise und schnell sind, dass man mit ihnen Bälle fangen kann.

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DLR Hände

Eines unserer wichtigsten mechatronischen Entwicklungsschwerpunkte sind die hoch integrierten Multi-Sensor Hände. Diese Hände sind geschickter als andere mechatronische Hände, wobei sie ein ausgezeichnetes Kraft-Gewicht-Verhältnis aufrechterhalten.

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Legged Robots

Legged locomotion seems to be a promising, versatile approach for robot mobility in various environments. In order to investigate the capabilities of walking robots, two prototypes have been built at the institute - the DLR Biped and the hexapedal DLR Crawler. Both robots are used as testbeds for the development and evaluation of advanced control and gait algorithms.

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3D Modellierer

Der DLR 3 D Modellierer ist ein Multi-Sensor Handgerät, bestehend aus Laserscanner, Lichtschnittsensor und Stereokameras. Er kann dazu verwendet werden kann, genaue 3 D Daten von jedem Objekt zu erhalten.

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Medical Robotics

In the last decades robotics and mechatronics have found their way into many medical applications. Especially surgery has shown large potential for the use of robotic systems. The goal in medical robotics is thereby not to replace the surgeon by a robot, but to provide the surgeon with new treatment options to the benefit of the patient. Although this technology is still in its early stages, it will significantly change future surgery.

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Mechatronics devices

Apart from the above mechatronic systems, the research path followed by the institute has lead to various other mechatronic devices, including new sensor and drive concepts.

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Bionics

Efficiency and flexibility of biological systems is still unreached in current robotic systems. Biological evolution formed highly specialized systems, perfectly designed with respect to material, force-to-weight ratio and energy turnover. We study human systems in order to improve our robotics.

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Telerobotics & VR

In telepresence, a human operator immerses him/herself into a remote environment and controls a tele-operated device on motion and force level. By means of a multimodal human machine interface (HMI) the human perceives and acts as in the real world. Our research group places special emphasis on the haptic feedback.

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Vision

Today in robotics, computer vision in a broad sense can be regarded as the key technology for realizing systems with an enhanced level of autonomy. In this domain, we tackle problems from a wide methodological range, from image-based tracking to scene understanding and world modeling.

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Space Robotics

In DLR`s programmatic structure space robotics is a so-called core topic within the program theme “technology for space systems”. This core topic is basically subdivided into the following areas and “internal projects”

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Demonstrators

We use many of our research results in larger integrated platforms. Although mostly not at production status, these platforms clearly demonstrate the real-world applicability of our research.

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