Unser Anspruch ist eine neue Schule des Entwurfs intelligenter technischer Systeme. Daher benötigen wir ein avantgardistisches Basissystem, auf dessen Grundlage sich die Applikationen von morgen entwickeln und erproben lassen. Der von uns entwickelte Miniaturroboter BeBot ist dieses Basissystem. Er ist Versuchsträger für Applikationen, die auf modernen Ansätzen wie Selbstoptimierung, Selbstorganisation und Selbstkoordination beruhen, sowie für den Einsatz von neuen Fertigungstechnologien. Für diese und andere Applikationen ist der Roboter mit neuesten Technologien ausgestattet:

• USB,
• WLAN und Bluetooth zur Kommunikation,
• einer Digitalkamera,
• mehreren leistungsfähigen Prozessoren (bis 600 MHz),
• einem rekonfigurierbarer FPGA-Chip,
• 256 MB Arbeitsspeicher,
• 512 MB Flash-Speicher (erweiterbar auf 16 GB) und
• als Betriebssystem kommt Linux zum Einsatz.

Eine besondere Herausforderung stellt die Entwicklung des Roboter-Gehäuses dar. Das Gehäuse ist als MID-Bauteil (Molded Interconnect Devices) realisiert. Es integriert mechanische und elektronische Komponenten. Infrarot-Sensoren erfassen 360° der Umgebung, Mikrocontroller übernehmen die Auswertung der Daten. Die Leiterbahnen zwischen den mehr als 100 Bauteilen überziehen die Innenseite des Gehäuses und bilden eine komplexe, dreidimensionale Schaltung. Das ermöglicht eine hohe Funktionsdichte und unterstützt die Miniaturisierung. Erweitert wird der Roboter durch eine 360° Anzeige seiner Zustände und Rollen. Dazu erzeugen LEDs sich beliebig ändernde Farben, die mit Hilfe eines Lichtleiters abgestrahlt werden. Mit diesen Leistungsdaten ist der BeBot unter den Miniaturrobotern seiner Klasse führend (Größe: bis 10 cm x 10 cm x 10 cm).

Ein Anwendungsszenario des BeBot besteht darin, dass etwa 50 Roboter auf einer Fläche von 30 m² verteilte farbige Tischtennisbälle und Lego-Steine nach Farben sortiert einsammeln müssen. Der Clou ist, dass die Roboter verschiedene Rollen in Absprache miteinander einnehmen können. Implementiert sind diese Rollen durch ein automatisches Werkzeugwechselsystem: Ein Roboter kann entweder Schieber (für das Zusammenschieben großflächig verteilter Bälle), Greifer oder Transporter (Ladefläche für vier Bälle) sein. Einfach wechseln lassen sich die Werkzeugmodule durch eine standardisierte Aufbauplattform. Sowohl die mechanische Anbindung als auch die Kommunikation mit dem BeBot per Infrarot sind darüber realisiert. Neben diesem Anwendungsszenario sind viele weitere Multi-Roboter-Experimente mit dem BeBot möglich.

Experimente mit Gruppen von bis zu 100 kooperierenden Minirobotern können auf der am Heinz Nixdorf Institut installierten, 3,6 m x 3,6 m großen Telewerkbank durchgeführt werden. Eine Video-Überwachung aller Roboter, in die auch die aufgezeichneten Sensor- und Kommunikationssignale eingebettet sind, ermöglicht die Versuchsauswertung sowohl vor Ort als auch über das Internet. Wissenschaftler können damit auf globaler Ebene kooperieren und gemeinsame Experimente planen, durchführen und analysieren.

Ansprechpartner

Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Schierbaum

Telefon: +49 5251 60-6261
Telefax: +49 5251 60-6268
E-Mail:    thomas.schierbaum@hni.uni-paderborn.de
Raum:    F0.306