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Willkommen in der Roboterfabrik
Roboter rücken in unserem Leben immer mehr in den Mittelpunkt, vor allem in technikaffinen Haushalten sind solche Helfer mittlerweile in vielfältiger Form im Einsatz. Oft ist es den Personen gar nicht bewusst welche Systeme sie täglich unterstützen. Am einfachsten ist es wohl am Smartphone zu bemerken, diese Geräte haben sich schon sehr lange einen festen Platz an unserer Seite erobert und für den ursprünglichen Zweck, der Sprachtelefonie, werden sie immer weniger verwendet. Ganze Heerscharen von APPs haben individuelle Aufgaben übernommen, sie verwalten Termine, Aufgaben und Einkaufslisten. Sie bieten raschen Zugang zum Bankkonto, verwalten Kundenkarten oder dienen als elektronische Geldbörse für Cyberwährungen - um nur einige wenige Beispiele anzuführen.
Digitale Assistenten wie Alexa Siri oder Google Home sind uns mittlerweile bekannt oder sogar schon in den eigenen vier Wänden zu Hause. Natürlich können die Fähigkeiten dieser virtuellen Assistenten ebenfalls mit Skills erweitert werden und eine Anpassung an persönliche Anforderungen des Besitzers erfolgt manuell oder aber auch oft schon durch „maschinelles Lernen“ oder „künstlicher Intelligenz“ der Geräte. Die Einfachheit der Bedienung, also der Spracheingabe trägt sicher auch bei das diese Assistenten eine so rasche Verbreitung finden. Offensichtlich ist auch die Akzeptanz mit einem elektronischen Gerät zu sprechen mittlerweile so groß das wir den Vorteil der einfachen Bedienung eines Gerätes gerne nutzen.
Der nächste Schritt kann nur sein den digitalen Assistenten aus seinem virtuellen Gefängnis zu befreien und ihm einen echten Körper in der realen Welt zu geben, damit er wie ein Mensch mit seiner Umgebung interagieren kann. Somit sind wir, ab sofort, im Zeitalter der Roboter angelangt!
UHR² (universal humanoider Roboter)
UHR² der Roboter zum Selberbauen, ein Projekt getragen vom Open Source Gedanken der einen einfachen Zugang zur Robotertechnik bringt! Einfach und kostengünstig war und ist bei der Entwicklung des Projektes die Basis. Daher kommen bei der Entwicklung meist Open Source Programme zum Einsatz, wo das nicht möglich ist bleibt der Fokus zumindest auf kostenlose bzw. kostengünstige Software. Auch Hardwareteile sind Eigenkonstruktionen aus genormten Standardteile wie Schrauben, Muttern usw. Im Bereich der Elektronik und Steuerung kommen Fertigkomponenten wie der RaspberryPi Zero, der Arduino UNO und Modellbau-Servos zum Einsatz. Auch einige Hacks sind dabei, wie zum Beispiel die Motoren aus einem IKEA Akkuschrauber. Alles im allem, Teile die leicht und günstig zu beschaffen sind.
Da das Projekt auch einer ständigen Weiterentwicklung unterliegt ist eine genaue Baudokumentation von zentraler Bedeutung. Daher werden Vorgehensweisen genau beschrieben, um eine Dokumentation der durchgeführten Veränderungen nachvollziehen zu können und die Kompatibilität der Bauteile und Software im höchsten Maße sicherzustellen. Das UHR² Handbuch wird diesbezüglich am aktuellen Stand gehalten und sofern man sich an diese Anleitung hält wird der Nachbau des Roboters gelingen.
Die Bauanleitung versteht sich als „Schritt für Schritt“ Anleitung und ist so aufgebaut das eine gewisse Lernkurve vorhanden ist damit gelingt der Bau auch handwerklich weniger geübten Personen. Auch kostenmäßig ist der Einstieg günstig und erst mit zunehmender Komplexität steigt auch der finanzielle Aufwand.
Der mechanische Aufbau erfolgt in einer Mischbauweise aus Alurohren aus dem Baumarkt und selbstgedruckten 3D Teilen, die erforderlichen Teile sind für die jeweilige Baugruppe mit Bezugsquellen und Preisen angegeben. Es gibt zur Übersicht auch eine komplette Einkaufsliste mit allen Teilen die zu beschaffen sind. PLA Kunststoff wurde einerseits aus Gewichtsgründen, andererseits aus Kostengründen gewählt. Die 3D Druckteile garantieren eine absolute Flexibilität in der Konstruktion bezüglich des Designs und der Anpassungsfähigkeit. Ein eigener 3D Drucker ist nicht unbedingt notwendig da man die Teile bei entsprechenden Dienstleistern drucken lassen kann bzw. sich vielleicht auch jemand in der Community findet, der die Teile produziert. Sollte ein eigener 3D Drucker vorhanden sein empfiehlt sich ein Modell, mit dem Teile mit den Abmaßen 200 x 200 x 200 mm, zu drucken sind.
Damit die Kosten für den (Nach)Bau eines solchen Roboters überschaubar bleiben steht die Funktionalität an erster Stelle, das Design orientiert sich daher vorrangig an der Funktion und nicht am Aussehen! Oftmals können auch, mit geringen Abänderungen, ähnliche Teile verbaut werden. Dies wird aber nur empfohlen wenn ein dementsprechendes Wissen vorhanden ist, ansonsten empfiehlt sich die Bauanleitung penibel einzuhalten. Vorschläge zur Verbesserung oder Änderung von Hard- und Software sind natürlich willkommen und werden, sofern sie eine Vereinfachung darstellen, in die laufende Dokumentation übernommen.
Damit die Vielzahl der Anleitungen auf roboterfabrik.at auch nachvollziehbar sind und wie beschrieben funktionieren, sind folgende Konventionen notwendig:
- Entwicklungssystem: RaspberryPi 4 mit 4 GB verwendet (auch mit 1GB oder 2GB möglich)
- Betriebssystem: Rasbian Buster mit Desktop und empfohlener Software
Seit 2006 beschäftige mich mit vielen technischen Themen, speziell mit dem Thema Robotik und den zugehörigen Teilgebieten wie der Informatik, der Elektronik und der Mechanik. Ob 3D drucken oder programmieren, konstruieren oder löten – Langeweile kommt nie auf. Immer wieder neu fasziniert und berührt bin ich jedoch von den außergewöhnlichen Möglichkeiten der verschiedenen Formen von künstlicher Intelligenz. Ein interessantes Fachgebiet das sich sehr rasch entwickelt und uns sicher noch viel Spannendes bietet.
Hierin liegt für mich eine besondere, sehr wertvolle Information, die jedem von uns zugänglich sein oder werden sollte, da die KI und die Robotik unser aller Zukunft ist. Mit vielen Chancen und Risiken. Die Herausforderung liegt für mich in der Frage, wie ich Menschen im Umgang mit diesen neuen Technologien unterstützen kann, wie ich sie hinführen, begleiten und darin fördern kann. Und es gibt für mich nichts Schöneres, als das Gelingen dieses Vorhabens. Das war für mich die Motivation mein Wissen und tun hier auf der Website der Roboterfabrik für alle Interessierten zu publizieren.
Viel Spaß beim stöbern auf dieser Homepage!
Michael Metzger
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