KI-Projekt im SS 2002 - Energieautonome Mobile Roboter

Aufgabe

Die Aufgabe dieses Semester besteht in der Konzeption, Konstruktion und Programmierung eines energieautonomen mobilen Roboters. Sie erhalten dazu ein AMS-Kit sowie ein kleines Budget für selbstentwickelte Hardware (z.B. Dockingstation). Ziel ist ein Roboter, der im zugewiesenen Areal endlos "lebt" und seine Energiereserven bei Bedarf autonom auffüllt.

Energieversorgung mobiler Systeme

Projektplan

Phase	Dauer in Wochen
Einführung, Bau eines autonomen mobilen Systems	3
Konzeption der Docking-Lösung	3
Bestellung und Verteidigung der Konzeption	2
Konstruktion und Programmierung	4
Wettbewerb "Wer lebt am längsten"	1

Verlauf

Datum	Ereignis
Freitag, 21. Juni 2002:	9:00 Uhr - Robot Team2 hat mehr als 13 Stunden geladen und scheint seine anvisierte Ladeschlußspannung nicht zu erreichen - Änderung des Quellcodes - Neustart - wäre fast ein Punkt für Team1, aber Robot Team1 starb den Heldentod durch unbemerktes Hängenbleiben an seiner Ladestation; er entlud sich vollständig - damit ein Punkt für Team 2 für das Überleben - damit steht es 0:1:0 für Team 2
Samstag, 22. Juni 2002	22:30 Uhr - Robot Team 2 dreht sich endlos mit \"Runtime Error 9\" (Rangeoverflow durch Floa-Int-Cast) im Kreis - Reset notwendig, damit ein Punkt für Team 1 - damit steht es 1:1:0
Sonntag, 23. Juni 2002	Um 21.45 Uhr wurde von Team 1 festgestellt, dass \"Sid\"(Team2) in seinem fortgeschrittenen Alter verstorben ist. Nach Verlust des altersschwachen linken Rades ist er jämmerlich verhungert. Die Wiederbelebungsversuche von Team 1 waren leider Gottes nicht erfolgreich. Team 1 hofft auf Reinkarnation von \"Sid\" als \"Sid-2\". Somit steht der Testlauf bei: 2:1:0 Auf ein faires Match .. Michael Hensel, Mark Rambow, Yann Wacker
Donnerstag, 27. Juni 2002	Wartungspause - 17:00 Uhr Neustart der Systeme
Mittwoch, 10. Juli 2002	Darth Vader verschob seine Dockingstation und hatte kein Chance zum Andocken mehr, damit ein Punkt für Team 2 - damit steht es 2:2:0
Freitag, 12. Juli 2002	Abschalten der Roboter bis 6.8.2002 wegen Urlaub.
Dienstag, 6. August 2002	Einschalten der Roboter: Beide Roboter haben trotz des ausgeschalteten Boards ihre Akkus komplett entladen - Sid kannte noch sein Programm, DarthVader kannte sich selbst nicht mehr. DarthVader konnte problemlos mit einem neuen Akku und seinen Programm bestückt werden und fuhr sofort los. Bei Sid lässt sich der Akku nicht ohne weiteres wechseln, so dass der Akku 20 min mit 600 mA (an)geladen wurde, dann kroch auch Sid zur Dockingstation.
Freitag, 9. August 2002	Darth Vader schein ein Problem mit seinem IR-Abstandssensor zu haben - er verhungerte an der Docking-Station. Ob das Team ihn wieder belebt? Sid (Team 2) erhält einen Punkt - damit steht es 2:3:0
Donnerstag, 22. August 2002	Eigentlich nichts besonderes - Sid zieht seit 16 Tagen zuverlässig seine Bahnen, nur an den Achsen tritt vermehrt Staub von zermahlenen LEGO-Steinen aus.
Freitag, 30. August 2002	Sid wird abgeschaltet - das Spielfeld wird für die Projektwoche gebraucht. Damit ergibt sich folgender Endstand: Sid gewinnt mit über 30 Tagen Fahrzeit knapp gegen DarthVader, der zum Schluß mit einem defekten IR-Sensor verhungerte.

Projektschein

Das KI-Projekt wird gesponsort von Farnell Deutschland

Farnell Deutschland stellt im Rahmen ihres Education Programms die elektronischen Bauteile für das Projekt zur Verfügung.
Im Bild übergibt Field Sales Manager Michael Jainz die Gutscheine an Prof. Heinsohn.

Wesentliche Erkenntnisse des Projektes

• Es ist möglich, energieautonome Roboter mit 6.270-Boards + Legotechnik umzusetzen.
• Behaviorbasierte Architekur (Subsumption/Brooks) gut geeignet
• Behaviors müssen mit einer Erwartungshaltung observiert werden (Zeitlimit, Streßlevel o.ä.)
• Behaviors der Selbstbeobachtung müssen zufällige Entscheidungen treffen, um dead locks zu vermeiden
• Lichtabhängigkeit der Systeme (insbesondere beim Hindernisvermeiden) durch IR-Differenzmessung vermeidbar
• Ladeschaltung zum Aufladen von Robotern mit 6.270-Boards wurde entwickelt
• Fotos aus dem Projekt
• Eine Bewertung von Akkutypen bezüglich der Eignung für Autonome Mobile Systeme finden Sie im Poster zu Akkumulator-Arten (Schülerpraktikum Mathias Menge)
  

Links

• SlugBot - Ein Roboter sammelt Schnecken zur Energiegewinnung (IAS-Labor der University of the West of England)
• Gastrobots - Roboter, die Ihre Energie aus natürlichen Materialien, z.B. aus Zuckerwürfeln, beziehen (University of South Florida)