Yaaay 3D Druck! So in etwa war die allgemeine Stimmung bei den Bit-Bots als ich vor ca. einem Monat zum ersten mal dabei war. Die Möglichkeiten sind unendlich und auf einmal ist der limitierende Faktor nicht mehr die Herstellung von Roboter-Teilen sondern lediglich die eigene Inkompetenz. 😉 Naja aus einem solchen 3D-Druck Brainstorm entstand dann die Idee uns mal an Kugelgelenken zu versuchen. Diese stellen in der humanoiden Robotik natürlich einen großen Schritt in Richtung des menschlichen Körperbaus dar. Der Mensch hat 4 „richtige“ Kugelgelenke in Hüfte und Schulter, sowie die Hand- und Fußgelenke, die leider deutlich komplizierter sind, jedoch auch eine Kugelgelenk-ähnliche Funktion bieten. 

Ein Prototyp eines Kugelgelenks mit Federlagerung.

Also los geht’s! Hmm Moment mal, da sind ja noch einige Dinge ungeklärt. Was sich evolutionär über Jahrmillionen entwickelt hat ist eben nicht mal schnell nach gebaut. Antrieb und Sensorik stellen bei einem Kugelgelenk natürlich ein Problem dar. Sehnen sind für den Antrieb eine offensichtliche Lösung, machen die Sache aber wieder um einiges komplexer. Wie muss man beispielsweise die Sehnen anordnen um die 3 Dimensionen (Rotation um x, y und z Achse), die durch ein Kugelgelenk beschrieben werden, optimal anzusteuern? Wir haben uns erst mal für ein Design mit 4 Sehnen, von denen sich immer 2 überkreuzen, entschieden. Damit lassen sich die 3 Dimensionen recht gut ansprechen, leider entsteht dadurch auch ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Manipulation der 3 Dimensionen und der linearen Bewegung der Sehnen. Da diese Problematik wieder eher in den Bereich der Informatik fällt, war der Rest der Bit-Bots, zu meiner Überraschung, eher inspiriert von der Idee. Eine Lösung wäre ein neuronales Netzwerk darauf zu trainieren, den Zusammenhang zwischen Sehne und Gelenkstellung zu erfassen.

Zerlegter Prototyp ohne Federspannung

Allerdings sind wir noch nicht so weit. Bislang gibt es nur das auf den Fotos zu sehende Modell ohne Motoren. Als nächsten Schritt werden wir eine Anordnung mit Motoren designen und eventuell noch Sensorik in das Gelenk selbst einbauen, die Motoren selbst haben natürlich schon einen Winkelfeedback. Und wenn das Ganze einmal mit Motoren funktioniert, könnte man es auch mit anderen Antriebsmethoden versuchen. Es gibt auf jeden Fall noch viel zu tun, bis ein solches Gelenk mal einen richtigen Schuss ausführt.

Unser Selbstgedruckter Platinenhalter, mit einer Platine. Über die Seitliche Drehschraube lassen sich die Greifer verstellen. Die untere Schraube dient zum lockern / fixieren des Kugelgelenks.

Die einzelteile unseres Platinenhalters. Gut zu erkennen: Das Kugelgelenk über das die Halterung in beliebige Positionen gebracht werden kann.