MapleSim hilft bei der Entwicklung des RoboThespian Roboters, der laufen und sprechen kann

Modellierung auf Systemebene in MapleSim besonders wichtig für komplexe Multibody-Systeme

Maplesoft hat heute die Zusammenarbeit mit Engineered Arts Limited bekannt gegeben, einem Unternehmen, das die revolutionären RoboThespian™ Roboter entwickelt und herstellt. Der aktuelle RoboThespian ist ein lebensgroßer, programmierbarer humanoider Roboter, der für den Einsatz in Unterhaltung und Kommunikation bestimmt ist. Er spricht, singt und kann sogar Shakespeare rezitieren. Die nächste Generation des RoboThespian wird ein humanoider, lebensgroßer dynamischer Roboter werden, der gehen, laufen und springen kann. MapleSim spielt bei der Entwicklung und Modellierung dieses balancierenden und laufenden Roboters eine wichtige Rolle.

Ziel des RoboThespian-Projekts ist es, die Menschen dazu zu bewegen, mehr über humanoide Roboter und künstliche Intelligenz nachzudenken. Hierbei kommen die Bereiche Film, Theater und Technik zusammen, um Unterhaltungsroboter zu produzieren, die kritische Themen in den Bereichen Ethik, Soziales und Umwelt ansprechen. RoboThespian ist voll interaktiv, benutzerfreundlich und spricht über ein Dutzend Sprachen. Außerdem kann er in einer Art und Weise kommunizieren und unterhalten, die bisher nur wenige Leute erlebt haben.

RoboThespian-Roboter werden in Wissenschaftszentren in 14 verschiedenen Ländern eingesetzt. Sie unterhalten und informieren Besucher in Vorführungen auf der ganzen Welt. Max Q, der RoboThespian im Kennedy Space Center der NASA, ist so programmiert, dass er Fragen zum Weltraum, dem Hubble-Teleskop und dem Leben der Astronauten im All beantwortet, um die Besucher zu informieren und zu inspirieren.

Ein laufender Roboter wird die Leistung des RoboThespian nicht nur auf eine neue Stufe anheben, der neue Prototyp des Roboters wird außerdem als weiterentwickelte Forschungsplattform zur Erforschung verbaler und nonverbaler Kommunikation, der Interaktion zwischen Mensch und Roboter, der Verfolgung und Erkennung von Objekten sowie in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden.

„Die nächste Generation des RoboThespian zeichnet sich durch ein lebensgroßes, humanoides Design aus, das eine Reihe komplexer Herausforderungen beinhaltet“, erklärte hierzu Will Jackson, Direktor von Engineered Arts Limited. „Mit ihm erreichen wir in der Robotik eine bisher nie da gewesene Komplexität und Leistung. MapleSim erleichtert uns diese Aufgabe mit seiner hocheffizienten Modellierungs- und Simulationsplattform ganz erheblich. Die Möglichkeiten zur Vereinfachung, Lösung und direkten Interaktion mit Differentialgleichungen waren eine enorme Hilfe bei der Modellierung und Analyse der physikalischen Interaktionen der einzelnen Komponenten des Roboters. Die komplexen Interaktionen zwischen den voneinander abhängigen Variablen konnten wir dank des Modellierungsansatzes auf Systemebene in MapleSim verhältnismäßig einfach modellieren.“

In MapleSim arbeitet eine revolutionäre Multibody-Technologie nahtlos mit fortschrittlichen Multidomain-Modellierungswerkzeugen zusammen, um die gesamten von den Ingenieuren benötigten Funktionen in einer gemeinsamen Umgebung verfügbar zu machen. Diese einzigartige Technologie bedeutet, dass MapleSim den Ingenieuren eine unerreichte Flexibilität und Kontrolle über ihre Multibody-Modelle eröffnet.

Die Entwicklungsingenieure bei Engineered Arts setzen MapleSim aktuell dazu ein, ein biologisch analoges humanoides Roboterbein mit einem neuen Aktuator zu entwickeln, seine statische und dynamische Stabilität zu untersuchen und das entwickelte Bein zu bauen, um Strategien zu seiner Steuerung zu bestimmen. Diese Entwicklung ist eine Nachbildung der menschlichen Anatomie aus Muskeln und Knochen. Im Gegensatz zu konventionellen Robotern, die von Elektromotoren angetrieben werden, zeichnet es sich durch eine hohe Unlinearität und eine den menschlichen Gliedmaßen sehr ähnliche Nachgiebigkeit aus. Ein MapleSim-Modell des Beins und der Aktuatoren ist erstellt worden, um die Beziehungen zwischen den unter Druck stehenden Aktuatoren, deren Kontraktion und die äquivalenten Gelenkwinkel in statischen Zuständen zu untersuchen. Die Möglichkeit, in MapleSim kundenspezifische Komponenten einzusetzen, ist umfassend genutzt worden, um die pneumatischen Aktuatoren des Roboters zu modellieren. Das Modell des Beins ließ sich mühelos aus einer Kette von Multibody-Komponenten erzeugen, und der nachgiebige Fuß konnte leicht mit Echtzeit-Feedback aus der 3D-Ansicht modelliert werden.

Will Jackson und sein Team bei Engineered Arts erwarten ein MapleSim-Ganzkörpermodell des RoboThespian der nächsten Generation Anfang 2013 und einen funktionierenden Prototyp im weiteren Verlauf des Jahres.

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