David

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Der anthropomorphe Roboter David (früher DLR Hand Arm System) besitzt Gelenke mit variablen Steifigkeitsaktoren, welche eine mechanisch verstellbare Flexibilität im Antriebsstrang aufweisen. Ein Ziel bei der Entwicklung ist es, den Fähigkeiten des Menschen näher zu kommen, insbesondere im Hinblick auf Dynamik, Geschicklichkeit und Robustheit.
Der Roboter wurde 2010 erstmals als DLR Hand Arm System bestehend aus Arm und Hand der Öffentlichkeit präsentiert.

Technische Daten

Größe:
erwachsener Mensch
Gewicht:
ca. 55 kg
Freiheitsgrade:
44
Aktuierung:
83 bürstenlose Gleichstrommotoren
Sensorik:
173 Positionssensoren
Geschwindigkeit:
vergleichbar mit der des Menschen
Arbeitsraum:
vergleichbar mit dem des Menschen
Besonderheiten:
  • robust gegenüber Stößen durch mechanische Federn
  • variable Steifigkeit in allen Gelenken
  • Gewichts-Leistungs-Verhältnis ähnlich wie beim Menschen
  • anthropomorphe Form
  • dynamische Fortbewegung durch Energiespeicherung in den Federn

Systembeschreibung

Robotische Systeme werden immer komplexer, weshalb das Risiko für teure Schäden im Betrieb zunimmt. Das erhöhte Risiko hält Entwicker oftmals davon ab, rasch grundlegend neue Regelungs- und Planungsstrategien zu testen. Darüber hinaus reichen die dynamischen Eigenschaften bestehender Robotersyteme für dynamische, menschenähnliche Bewegungsabläufe, wie z.B. Rennen oder Werfen, nicht aus. Herkömmliche Aktoren können die hierfür benötigte Spitzenleistung nicht bereitstellen, ohne dabei zu groß und schwer zu werden. Aus diesem Grund sind wir davon überzeugt, dass große technologische Sprünge in der Weltraum- und Service-Robotik nur mit Robotersystemen zu erreichen sind, die robust gegenüber "Alltags-Kollisionen" sind und Energiespeicher besitzen.

Mechatronik von David

Der anthropomorphe Roboter David besitzt Gelenke mit variablen Steifigkeitsaktoren (VSA), welche eine mechanisch verstellbare Flexibilität im Antriebsstrang aufweisen. Mit diesem Roboter wollen wir den menschlichen Eigenschaften im Hinblick auf Größe, Gewicht und Leistungsfähigkeit nahe kommen. Bei der mechatronischen Entwicklung wurde insbesondere Wert auf Robustheit, hohe Dynamik und Geschicklichkeit gelegt.

Regelung

David stellt eine wissenschaftliche Plattform zur experimentellen Validierung neuartiger Regelungskonzepte für Roboter mit variablen Steifigkeitsaktoren (VSA) dar. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Entwurf von aktiven Schwingungsdämpfungsalgorithmen, Steifigkeitsregelungen, Regelung von periodischen Bewegungen und optimalen Steuerungen. Die Analyse und Regelung von Roboterarmen und -händen wird ebenfalls behandelt.

Anwendungen

Die hohe Dynamik und die Robustheit des Roboters David erlauben es, neue Strategien für die Planung und die Ausführung zu erforschen. Derzeit entwickeln wir Methoden zur Selbstwahrnehmung, um die Pose und Position des Roboters mit Hilfe von Computer Vision vorherzusagen. Wir bringen fortschrittliche Steuerungs-, Wahrnehmungs-, Planungs- und Manipulationsfähigkeiten zusammen, um anspruchsvolle Aufgaben mit komplexeren Interaktionsanforderungen zu lösen.

Projekte

Projekte im Zusammenhang mit David (ehemals DLR Hand Arm System)

Die Entwicklung von David
David in Form eines vollständigen humanoiden Oberkörpers ist das Ergebnis konsequenter Forschung und Entwicklung. Ausgehend von den ersten Ideen für Aktoren mit variabler Steifigkeit wurden Prototypen, mehrere Generationen von Händen und Körperkomponenten entwickelt. Vor dem Hintergrund der langfristigen Vision eines geschickten und robusten Serviceroboters veränderte sich der Fokus von den technologischen Grundlagen zu den Fähigkeiten und schließlich zu den Anwendungen.
Bild: 1/7, Credit:
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David AWIWI Hand
Fünf-Finger-Hand mit hoher Geschicklichkeit und Feinmotorik.
Bild: 2/7, Credit:
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David
Test
Bild: 7/7, Credit:
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Ausgewählte Publikationen

Grebenstein, M., Albu-Schäffer, A., Bahls, T., Chalon, M., Eiberger, O., Friedl, W., Gruber, R., Hagn, U., Haslinger, R., Höppner, H., Jörg, S., Nickl, M., Nothhelfer, A., Petit, F., Pleintinger, B., Reil, J., Seitz, N., Wimböck, T., Wolf, S., Wüsthoff, T. and Hirzinger, G., "The DLR Hand Arm System", Robotics and Automation (ICRA), 2011 IEEE International Conference on, Shanghai, China, pp. 3175-3182, May 2011.

Verwandte Links

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