Humanoider Muskelroboter ZAR
(Zwei-Arm-Roboter)

1. Künstlicher Muskel: Aufbau und Test eines Armkraftverstärkers zur Unterstützung von körperlichen Fehlfunktionen
2. Künstlicher Muskel: Untersuchung des Wechselspiels zwischen Ein-, Aus- und Überströmen
3. ZARx: Konstruktion und Bau eines Data-Suits (Datenanzug für die Arm-Schulter-Kombination)
4. ZARx: Konzeption einer biologisch motivierten Robotersteuerungssoftwarearchitektur
5. ZARx: Konzeption eines biologienahen Bilderkennungssystems
6. Evolutionsstrategie: Bewegungsoptimierung/Lernen von Roboterbewegungen

zu 1. Künstlicher Muskel: Aufbau und Test eines Armkraftverstärker zur Unterstützung von körperlichen Fehlfunktionen
Mit pneumatischen Muskeln der Fa. FESTO soll ein Armkraftverstärker zur Unterstützung von Bewegungen von verschlissenen oder kranken Gelenken konstruiert und aufgebaut werden. Diese Armkraftunterstützungsmanschette soll universal einstellbar und leicht überziehbar sein. Ziele sind hierbei der Aufbau einer möglichst einfachen und leichten Struktur, die Erreichung des vollen Bewegungsfreiraum des jeweiligen Gelenkes und der mobile Einsatz mit entsprechenden Druckluftflaschen.

zu 2. Künstlicher Muskel: Untersuchung des Wechselspiels zwischen Ein-, Aus- und Überströmen
Untersuchung der Interaktion des Spiels zwischen Ein-, Aus- und Überströmen von Druckluft eines antagonistischen Muskelpaares mit künstlichen Muskeln der Fa. FESTO. Hier stellt sich die Frage, wann ein Überströmen von Druckluft von einem Muskel in den Anderen bei Druckgefälle sinnvoll ist oder nicht. Bis dato wird die auströmende Luft nach einer Kontraktion des Muskels in die Umgebung entlassen, was energetisch sicher nicht das beste ist, wenn man bedenkt, das Druckluftflaschen von einem mobilen System immer mitgenommen werden müssen.

zu 3. ZARx: Konstruktion und Bau eines Data-Suits (Datenanzug für die Arm-Schulter-Kombination)
Datenhandschuhe (Data-Glove) zur Steuerung von künstlichen Händen oder Manipulatoren sind am Markt verfügbar. Ähnliche Konstruktionen für die Arm-Schulter-Kombination oder sogar für den ganzen Körper sind dagegen nicht käuflich zu erwerben. Um also unseren humanoiden Roboter ZARx über die direkte Bewegung eines Menschen steuern zu können, muß ein solcher konstruiert und angefertigt werde. Verschiedene Ideen und Konstruktionsvorschläge kursieren und müssen "nur noch" umgesetzt werden.

zu 4. ZARx: Konzeption einer biologisch motivierten Robotersteuerungssoftwarearchitektur
Konzeption einer biologisch motivierten Robotersteuerungsarchitektur in möglichst C/C++ inklusive Schnittstellenspezifikation für Sensorik, Aktorik, Vision, Monitoring und Kommunikation über CAN-Bus o.ä.

zu 5. ZARx: Konzeption eines biologienahen Bilderkennungssystems
Unser humanoide Muskelroboter in der aktuellen Ausbaustufe ZAR5 besitzt keinerlei Bilderkennung und kann Bewegungen nur gesteuert als Teach-In oder über einen Datenhandschuh leisten. Ein Stereokamerasystem mit dedizierter Bildauswertung nach biologischen Vorbildern könnte zukünftige Versionen ZAR5+ in die Lage versetzen, selbständig Handgriffe und Bewegungen nach Aktionen seiner unmittelbaren Umgebung auszuführen (z.B. Greifen nach Gegenständen, Nachmachen von Gesten, etc.).

zu 6. Evolutionsstrategie: Bewegungsoptimierung/Lernen von Roboterbewegungen
Hierunter fallen verschiedene Themen, die mit den jeweiligen Interessenten individuell ausgearbeitet werden können z.B.:

• Parameteroptimierung zur Modellverbesserung (z.B. vom künstlichen Muskel)
• Optimierung von Bewegungen des ZARx