Startseite » Motion Control »

Kenshiro besitzt bereits 160 Muskel

maxon motor: Bürstenlose EC-Motoren sorgen für ‚inneren Antrieb‘
Kenshiro besitzt bereits 160 Muskel

Der von der Universität Tokyo ins Leben gerufene sehnengesteuerte, humanoide Roboter Kenshiro verfügt über 160 künstliche Muskeln – angetrieben von rund 100 bürstenlosen maxon-Motoren. Ziel ist es, dem 1,58 m großen Roboter menschenähnliche Bewegungen beizubringen.

Anja Schütz ist Redaktorin bei der maxon motor ag im schweizerischen Sachseln.

Menschliche Bewegungen kann der von der University of Tokyo entwickelte sehnengesteuerte humanoide Roboter mit Namen Kenshiro besonders lebensecht nachahmen. Dazu haben sich die japanischen Wissenschaftler an der menschlichen Anatomie orientiert, um einen möglichst natürlich wirkenden ‚künstlichen Menschen‘ zu erzeugen. „Wir wollten die menschlichen Bewegungen und das Aussehen verstehen und mit Kenshiro möglichst genau wiedergeben“, erläutert Prof. Kei Okada das Konzept. Der Roboter entspricht mit einer Größe von 1,58 m und einem Gewicht von 50 kg einem zwölf Jahre alten japanischen Jungen.
Um der menschlichen Anatomie so nah wie möglich zu kommen, besitzt Kenshiro die wichtigsten menschlichen Muskeln: 50 in den Beinen, 76 im Torso, 12 in der Schulter und 22 im Hals. Damit verfügt der Roboter über die größte Anzahl an Muskeln, die jemals in einem humanoiden Roboter verbaut wurden. Zum Vergleich: Ein Mensch hat mit rund 640 Muskeln eine sehr komplexe Anatomie. Durch die 160 einzeln sehnengesteuerten ‚Muskel‘ von Kenshiro sind bereits sehr viele menschenähnliche Bewegungsmuster machbar, allerdings noch längst nicht alle. So kann Kenshiro seine Arme, Beine und den Oberkörper bewegen. Das richtige Laufen muss er erst noch lernen.
Lernen durch Imitieren
Damit stellt sich die Frage, wie der Roboter eigentlich die menschenähnlichen Bewegungen ‚erlernen‘ kann? Ganz einfach, man macht ihm eine Bewegung vor und er imitiert sie dann. Eine einfache Methode, die mit Hilfe einer Open Source Intelligent Software und einer mechanischen Schnittstelle umgesetzt wird.
Die ‚Hardware‘ – oder besser die ‚Knochen‘ – von Kenshiro sind übrigens aus Aluminium gefertigt und ähnlich wie beim Menschen beweglich miteinander verbunden. Das Gewicht von 50 kg stellte die Wissenschaftler unter der Leitung von Prof. Masayuki Inaba vor die bislang größte Herausforderung, denn ein Nachbau eines ausgewachsenen Menschen würde es auf etwa 100 kg bringen. Das wiederum bedeutet mehr Belastung, einen höheren Energieaufwand und langsamere Bewegungen.
93 Motoren für 160 Muskel
Bei den Antrieben entschieden sich die Forscher des Jouhou System Kougaku Laboratoy (JSK) der Universität Tokyo für Komponenten von maxon motor. Die 160 Muskel von Kenshiro werden von 93 bürstenlosen maxon EC-Motoren (BLDC) kontrahiert. Wobei bei der Kontraktion von speziellen Muskeln – wie beispielsweise bei den Bauch- und Brustmuskeln – nur ein Motor für den Antrieb sorgt. Dafür werden die bürstenlosen Motoren EC 16 und EC 22 verwendet. Die elektronisch kommutierten Servomotoren zeichnen sich speziell durch ein günstiges Drehmomentverhalten, hohe Dynamik, einen extrem großen Drehzahlbereich und ihre hohe Lebensdauer aus. Für die Kontraktion der Muskeln sind starke BLDC-Motoren erforderlich, deshalb verfügen die verwendeten Motoren über eine Leistung zwischen 60 und 100 W. Ein wichtiges Argument für die Motorwahl war übrigens auch die Temperaturentwicklung des Motors, denn eine Kühlung im Roboter ist nicht möglich. Deshalb ist es laut Prof. Kei Okada sehr wichtig, dass die Motoren sehr wenig Wärme entwickeln.
Das JSK baut bereits seit 1980 verschiedene Roboter – angefangen von verschiedenen Service-Robotern, Industrierobotern bis hin zu den menschenähnlichen Robotern wie Kenshiro. Genau wie seine Vorgänger Kenta, Kotaro, Kojiro und Kenzoh hat er das Ziel, den menschlichen Körper so exakt wie möglich zu kopieren. Dazu ist jedoch auch ein menschenähnliches Aussehen erforderlich. Deshalb arbeiten die japanischen Wissenschaftler derzeit an der Entwicklung von einer Haut für den Roboter. Und in naher Zukunft soll Kenshiro auch mit seiner Umwelt noch aktiver interagieren können. Doch das nächste Ziel ist zunächst, dass Kenshiro länger und stabil laufen kann. co
Automatica: B5.300
Newsletter

Abonnieren Sie unseren Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de