Kapitel 1 : Justin (Roboter)

Justin, auch bekannt als Rollin' Justin, ist ein humanoider Roboter, der sowohl autonom als auch programmierbar ist. Entwickelt wurde es vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Institut für Robotik und Mechatronik in Wessling. Rollin' Justin ist ein anderer Name für Justin. Telepräsenz ist eine Art von Technologie, die es einer Person ermöglicht, das Gefühl zu haben, von einem anderen Ort als ihrem tatsächlichen Standort aus anwesend zu sein. Dieser kabellose Roboter wurde 2009 eingeführt und kann per Telepräsenz gesteuert werden.

Justin ist nicht nur in der Lage, im Orbit zu manövrieren und andere Raumfahrzeuge zu reparieren, sondern auch so konzipiert, dass er auf einem eigenen Satelliten platziert werden kann. Es ist jedoch auch möglich, es auf der Erde zu verwenden, um einfache Aktivitäten durchzuführen. Justin sollte von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) bis zum Jahr 2014 von Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation teleoperiert werden.

Entsprechend den Zielen des Spiels kann Rollin' Justin auf verschiedene Arten gespielt werden. Zur Veranschaulichung: Es gibt einige Varianten von Justin, die möglicherweise keine Räder haben. Darüber hinaus hat das DLR den Agile Justin, eine verbesserte Version des Rollin' Justin, und den TORO entwickelt, der mit dem Rollin' Justin vergleichbar ist, aber Beine anstelle von Rädern hat. Beide Geräte wurden im Jahr 2013 veröffentlicht.

Das Hauptziel hinter der Entwicklung von Justin war es, neue Weltraumroboter zu entwickeln, die nicht nur leicht sind, sondern auch viele Sinne haben und vom Boden aus gesteuert werden können. Das Department of Land Resources (DLR) hat den Wunsch geäußert, Roboter zu entwickeln, die auf "starken telerobotischen Ideen und Mensch-Maschine-Schnittstellen" basieren. Schließlich hat das DLR das Ziel, dass Justin, der Roboter, in der Lage ist, Selbstkontrolle zu üben; Es gab jedoch nur sehr wenige Diskussionen über die Fähigkeiten, die Justin besitzen würde, wenn er in der Lage wäre, Selbstbeherrschung auszuüben.

Im Vergleich zu anderen Robotern zeichnet sich Justin durch die vielen Qualitäten und Eigenschaften aus, die er besitzt.

Auf der anderen Seite ist Rollin' Justin immer mit zwei Händen, zwei hochauflösenden Kameras, PMD-Sensoren, einem Kopf und einem Oberkörper ausgestattet. Obwohl es gelegentliche Änderungen gibt, ist Rollin' Justin fast immer derselbe.

Es ist möglich, dass Justin dank seiner beiden Hände, von denen jede vier Finger hat, menschenähnliche Handlungen ausführt. Software-Algorithmen, auch bekannt als Schritt-für-Schritt-Methoden für Berechnungen, werden verwendet, um Justins Arme und Hände zu erstellen. Diese Algorithmen ermöglichen es Justin, mit seiner Umgebung zu interagieren, Kollisionen mit dem anderen Arm oder der anderen Hand zu vermeiden und Aufgaben zu erfüllen. Zusätzlich ist der Kopf des Roboters mit zwei hochauflösenden Kameras ausgestattet, die bei der Manipulation der Arme ein Gefühl von Tiefe vermitteln. In ähnlicher Weise sind die betreffenden Kameras auch mit einer Software ausgestattet, die Objekte erkennen kann.

Rollin' Justin, das sich der Durchführung alltäglicher Aktivitäten auf der Erde widmet, ist mit einer mobilen Plattform ausgestattet, die Mobilitätsoptionen ermöglicht. Durch die Fähigkeit des Systems, selbstständig zu arbeiten, ist Justin in der Lage, große Entfernungen ohne Einschränkungen zu überwinden. Um die Mobilität zu erleichtern, ist die mobile Plattform mit vier Federrädern ausgestattet, bei denen es sich um Räder handelt, die aus Federn hergestellt werden. Durch ihre autonome Mobilität sind diese Räder in der Lage, die Anforderungen zu erfüllen, die Justins Oberkörper benötigt, um Operationen durchzuführen.

Die einzigen Teile der Justin-Version, die im Weltraum verwendet werden sollten, wären der Kopf, der Oberkörper und die Arme; Er hätte keine Räder. Die Federräder und die mobile Plattform würden als Konsequenz entfernt und Justin würde stattdessen auf ein Raumschiff gesetzt werden.

Der Rollin' Justin ist nicht nur in der Lage, Satelliten zu reparieren, sondern verfügt auch über eine Vielzahl anderer Eigenschaften, die ihn von anderen Fahrzeugen abheben. Zur Veranschaulichung: Justin besitzt die Fähigkeit, fliegende Gegenstände mit einer Erfolgsquote von achtzig Prozent erfolgreich zu fangen. Dies ist dank der Tracking-Software, der Kameras, die auf dem Kopf montiert sind, und des präzisen Greifens möglich. Bei der Konstruktion von Justins Armen wird Kohlefaser verwendet, die es ihm ermöglicht, bis zu 31 Pfund gleichzeitig an jedem Arm zu heben. Eine weitere Fähigkeit, die Justin besitzt, ist die Fähigkeit, Tee und Kaffee zuzubereiten sowie einen Pappbecher zu greifen, ohne das Getränk über seine Hände zu spritzen. Justins Oberkörper verfügt über insgesamt 43 steuerbare Freiheitsgrade, d. h. die Anzahl der unabhängigen Elemente, die die Konfiguration des Roboters steuern. Er ist nicht nur in der Lage, Kaffee zu kochen, sondern kann auch einen Tanz aus dem Film Pulp Fiction aufführen. Er ist nicht nur in der Lage, Dinge vom Boden aufzuheben, sondern auch Dinge zu erreichen, die etwa zwei Meter hoch sind. Darüber hinaus sind die Gelenke des Roboters mit Drehmomentsensoren ausgestattet, bei denen es sich um Geräte handelt, die die Neigung einer Kraft zur Verdrehung eines Objekts entlang einer Achse bewerten. Diese Sensoren sorgen dafür, dass der Roboter in der Lage ist, seine Arme und Hände zu bedienen. Ein Exoskelett ist eine Kombination aus einem Arm und einem Handschuh, die Force Feedback enthält, d. h. ein Berührungsgefühl, das durch Kräfte, Vibrationen oder Bewegungen auf den Benutzer übertragen wird. Wenn Justin in den Weltraum reisen würde, wäre es möglich, dass jemand ihn von der Erde aus steuert, indem er ein Exoskelett trägt. Mit der einzigartigen Software von Justin ist man in der Lage, das System mit grundlegenden Programmierwerkzeugen wie Matlab oder Simulink zu bedienen. In ähnlicher Weise könnten die Menschen, wenn Justin sich in einer häuslichen Umgebung befände, dies mit einem iPad bewältigen.

Der Arbeitsplatz:

Das Gewicht von:

Zu zahlen:

Verschiedene Freiheitsgrade:

Detektoren: 3D-Modem Der Roboter Justin ist in der Lage, eine Reihe verschiedener Modifikationen an seinem Sensorkopf vorzunehmen. Zuvor wurde berichtet, dass der Justin-Roboter, der auf einem Satelliten eingesetzt werden soll, keine Räder haben und nur mit Kopf, Oberkörper und Armen ausgestattet sein wird. Außerdem wäre keine bewegliche Plattform installiert. Nichtsdestotrotz würde es immer noch die gleichen Softwarefunktionen wie der Justin mit Rädern enthalten; Der einzige Unterschied wäre, dass es nicht mobil wäre. Agile Justin und Torque Controlled Humanoid Robot, oft auch als TORO bekannt, sind zwei neue Varianten von Rollin' Justin, die kürzlich von Distributed Learning Resources (DLR) entwickelt wurden.

Rollin' Justin wurde mit einer neuen und verbesserten Version namens Agile Justin aktualisiert, die vom DLR im Jahr 2012 entwickelt wurde. Rollin' Justin ist in der Lage, einen Ball zu werfen, während Agile Justin in der Lage ist, einen Ball zu werfen. Dies ist der sichtbarste Unterschied zwischen den beiden. Es war Rollin' Justins Fähigkeit, Flugobjekte zu fangen, die in der Welt der Technik zunächst für Aufsehen sorgte. In einem weiteren Schritt baute das DLR jedoch Agile Justin, damit es auch Objekte werfen kann. Mit einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen verfügt der Agile Justin jetzt über Arme, die 1,5-mal schneller sind als zuvor, und ist zusätzlich mit einer neuen Busarchitektur und Radelektronik ausgestattet. Eine Busarchitektur ist ein System, das Daten zwischen Komponenten innerhalb eines Computers oder zwischen Computern überträgt. Die Radelektronik hingegen ist ein MIDI-Netzwerk (Hardware zur Leistungsregulierung), das dazu gedacht ist, Modulationsräder zu verbinden. Modulation ist der Prozess der Modifikation eines oder mehrerer Merkmale eines periodischen Signals. Es scheint, dass Agile Justin der nächste Schritt in Richtung eines humanoiden Roboters ist, der in der Lage ist, den ganzen Körper zu steuern und Arme, Hände, Rumpf und Beine (mobile Plattform) zu koordinieren. Dies würde es Robotern ermöglichen, sich auf eine Weise zu bewegen, die der ihrer menschlichen Gegenstücke ähnlicher ist. Aufgrund der Tatsache, dass Rollin' Justin jetzt in der Lage ist, fliegende Gegenstände zu fangen und Agile Justin jetzt in der Lage ist, Objekte zu werfen, sind die beiden in der Lage, gemeinsam ein Fangspiel zu spielen.

Im Jahr 2013 präsentierte das DLR zudem den Torque Controlled Humanoid Robot, auch bekannt als TORO. Dies geschah zusätzlich zum Agile Justin. Im Vergleich zu Rollin' Justin und Agile Justin ist TORO eine deutliche Verbesserung. Im Vergleich zu Agile und Rollin' Justin besteht der bemerkenswerteste Unterschied zwischen TORO und beiden darin, dass TORO jetzt mit einem Paar Beinen ausgestattet ist, was ihm den Anschein erweckt, mehr Menschen als Roboter zu sein. In ähnlicher Weise wurde TORO mit einem neuen Kopf, einem stromlinienförmigeren Oberkörper, leichteren Armen und einfacheren Händen aktualisiert. Toros Füße sind im Vergleich zu anderen Humanoiden kleiner als die anderer Humanoiden, die laufen können. Da dies dazu führen würde, dass der humanoide Roboter Hindernisse leichter erklimmen kann, hat das DLR dies gezielt als Herausforderung konzipiert. In der Lage zu sein, Bewegungen "vorausschauend und fließend" auszuführen, wie zum Beispiel das Öffnen einer schweren Tür oder das Treppensteigen, ist das nächste Ziel, das sich das DLR für TORO gesetzt hat. Diese Handlungen werden in...