TOrque controlled humanoid RObot
Die beinbasierte Fortbewegung bietet gegenüber radbasierten Systemen eine Reihe an Vorteilen. So benötigt ein zweibeiniger Roboter nur eine relativ kleine Aufstandsfläche und kann über kleinere Hindernisse hinwegsteigen. Durch die verringerte Aufstandsfläche treten jedoch die Probleme der Gangstabilisierung und der Gleichgewichtsregelung in den Vordergrund. Um diese Zusammenhänge zu erforschen, wurde am Institut für Robotik und Mechatronik der zweibeinige humanoide Roboter TORO entwickelt. Eine Besonderheit dieses Roboters liegt in den drehmomentgeregelten Antriebseinheiten, welche von den DLR-Leichtbauarmen übernommen wurden. Durch die in diesen Antrieben vorhandenen Drehmomentsensoren ist es möglich, den Roboter nachgiebig zu regeln. Das ist sowohl für eine sichere Interaktion mit Menschen, wie auch für robusten Kontakt mit unbekannten Umgebungen von Vorteil. Neben der robusten Gangstabilisierung wird mit TORO insbesondere die Gleichgewichtsregelung bei Verwendung multipler Kontaktpunkte an Armen und Beinen untersucht. Hierbei ist eine präzise Regelung der Kontaktkräfte an den einzelnen Kontaktpunkten erforderlich, um eine gewünschte Gesamtkraft auf den Körperschwerpunkt auszuüben, ohne zu große interne Kräfte aufzubauen.
Die mit TORO entwickelten Methoden sind hinreichend allgemein, um sie auch auf andere beinbasierte Roboter, wie Vier- oder Sechsbeiner, zu übertragen.
Im Rahmen des EU-Projekts COMANOID wird TORO eingesetzt, um die Verwendbarkeit derartiger humanoider Roboter im Flugzeugbau zu untersuchen. Hierbei werden Aufgaben betrachtet, die aufgrund unergonomischer Körperhaltungen oder eingeschränkter Bewegungsbereiche eine physische Belastung für menschliche Arbeiter darstellen. In dem untersuchten Beispiel muss TORO sich autonom in der Fertigungsumgebung zurechtfnden und ein Bauteil mit hoher Genauigkeit am Flugzeugrumpf befestigen. Wenn nötig, nimmt er hierbei seine Arme zu Hilfe, um sich zusätzlich abzustützen und die gewünschte Zielposition zu erreichen. Hierbei ist die humanoide Form von Vorteil, da sich für den Menschen gedachte Umgebungen und Werkzeuge mitbenutzen lassen.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Christian Ott · E-Mail: christian.ott@dlr.de · DLR.de
