Eine Organic Computing basierte Steuerung für einen hexapoden Laufroboter unter dem Aspekt reaktiver Zuverlässigkeit und Robustheit

Derzeit basieren unsere terrestrischen Fortbewegungsmittel, Transportmittel sowie Erkundungsger¨ate haupts¨achlich auf radgetriebenen Maschinen. Allerdings ist etwa die H¨alfte der Landmasse unseres Planeten fur radgetriebene Fahrzeuge unpassierbar. Laufende Ma- ¨ schinen k¨onnten zu der Erschließung bisher unerschlossener Gebiete beitragen. Durch die Mobilit¨at eines L¨aufers und seine Anpassungsf¨ahigkeit an wechselnde Eigenschaften des Untergrunds bietet das Laufen wichtige Vorteile in schwierigem Gel¨ande. Seit mehreren Jahrzehnten wird bereits an Laufmaschinen geforscht. Doch obwohl biologische, laufende Organismen allgegenw¨artig sind, wurde die Neugierde fur biologische ¨ Organismen als Vorbild fur Laufroboter erst in den letzten zwanzig Jahren geweckt. Die ¨ Studien an biologischen Organismen, wie zum Beispiel Insekten, ruckten in den Fokus der ¨ Wissenschaftler, um den Prinzipien des Laufens auf den Grund zu gehen. Spielten in den ersten Jahren die neuronalen Verknupfungen und die zugrundeliegenden Kontrollstruktu- ¨ ren fur die Beinbewegung und die Beinkoordination eine große Rolle, stellte sich in den ¨ letzten Jahren immer deutlicher heraus, dass auch spezifische Eigenschaften von Muskeln, Sehnen und Gelenken einen wichtigen Beitrag zu dem anpassungsf¨ahigen Laufverhalten biologischer Organismen leisten. In dieser Arbeit wird eine dezentrale, reflexbasierte Kontrollstruktur fur das Laufen mit ¨ einem sechsbeinigen Roboter vorgestellt und auf ihre Anpassungsf¨ahigkeit, ihre Zuverl¨assigkeit und ihre Robustheit uberpr ¨ uft. Die Arbeit basiert auf dem ORCA-Konzept, wel- ¨ ches im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms Organic Computing entwickelt wurde. Nach Einfuhrung der Laufmustergenerierung werden verschiedene Reflexe vorgestellt, die ¨ das Laufen in schwierigem Gel¨ande unterstutzen. Dar ¨ uber hinaus wird durch kontrollierte ¨ St¨orungen des Laufverhaltens die Robustheit des Systems evaluiert. Neben der Entwicklung einer biologisch inspirierten Laufsteuerung liegt der Fokus dieser Arbeit auf der Erweiterung der Steuerung durch erg¨anzende, propriozeptive Reflexe auf Beinebene fur die Hindernis ¨ uberwindung und der Steigerung der Robustheit bei starken ¨ St¨orungen. Zus¨atzlich werden Reflexe untersucht, die auf Gelenkebene aktiviert werden und untereinander kombiniert als Reaktion auf externe Krafteinwirkung ebenfalls ein Laufverhalten ausl¨osen k¨onnen. Die Auswertung der vorgestellten Konzepte erfolgt anhand verschiedener Testl¨aufe der Roboterplattform unter kontrollierten Bedingungen. Eine Analyse, Auswertung und Einordnung der Ergebnisse basiert auf w¨ahrend der Testl¨aufe aufgezeichneten Daten.