Roboterzellen

Vorwort

Mit diesem Eintrag sollen die Entscheidungen und Diskussionsergebnisse festgehalten werden, die zur Verwirklichung der Vision erforderlich sind. Insofern bleibt die Seite unvollständig und viele Einträge sind lediglich ein Hinweis: hier ist noch etwas zu tun.

Wenn Du mitmachen möchtest: Suche Dir die passende Stelle aus und erweitere sie. Problematische Fragestellungen kann man / sollte man erst im Forum diskutieren. Ergebnisse aus diesen Diskussionen gehören aber dann als Festlegungen in dieses Dokument. So kann der Stand der Entwicklung immer hier nachgelesen werden.

Vision

Die Entwicklung der Microcontroller hat derartige Fortschritte gemacht, dass mittlerweile sehr viele Funktionen zu einem günstigen Preis verfügbar geworden sind. Die Vielseitigkeit erlaubt es aber auch, Funktionen, die bislang in Hardware realisiert wurden, über Software bereitzustellen.

Es ist möglich geworden, Hardware und Microcontroller zu einer Zelle zu verbinden und die erforderliche Kommunikation zwischen den Zellen über ein Bussystem abzuwickeln. Die Verbindungen zwischen den Zellen können standardisiert werden, das "Miteinander" findet im Rahmen der Software statt.

Jede Zelle leistet einen Beitrag für ihre eigene Funktionalität und einen Beitrag für die Zellgemeinschaft. Ihre eigene Funktionalität ist bereits entwickelt, der Beitrag für die Zellgemeinschaft ist bereits festgelegt.

Roboter aus Roboterzellen bauen heißt also nur noch: Festlegen, welche Zelle was wann tun soll. Die übrigen Fragestellungen wurden bereits gelöst und stehen als fertige Zellen zur Verfügung.

Will man beispielsweise ein Fahrzeug erstellen, so nimmt man 4 Radzellen (oder 6, oder ...), Gelenkzellen, Sensorzellen, Logikzellen, ... und steckt sie zusammen. Dann braucht man sich nur noch darauf zu konzentrieren, dass das Fahrzeug auch so fährt, wie es soll ...

An diesem Artikel arbeitet gerade Mitglied ZellRobi. Am besten momentan noch keine gravierenden Ergänzungen / Änderungen vornehmen. Dieser Hinweis verschwindet wenn der Autor soweit ist. Sollte dieser Hinweis länger als drei Tage auf einer Seite sein, bitte beim Autor ZellRobi per PM / Mail oder Forum nachfragen ob er vergessen wurde.

Die Schnittstelle zwischen den Zellen

Damit die Zellen miteinander arbeiten können, müssen alle Verbindungen genormt sein. Hierzu zählen:

• Mechanik
• Energieversorgung
• Logik

Und was ist mit den Sensoren, den Motoren und der Software? Sensoren und Effektoren sind Funktionalitäten einer Zelle. Die Informationen oder Steuerimpulse werden über die logische Schnittstelle an andere Zellen weitergegeben. Also benötigt man hierfür keine Schnittstellendefinition.

Die Software muß die Regeln des Miteinanders einhalten. Diese werden in der logischen Schnittstelle ausgeführt.

Mechanische Schnittstelle

Hier müssen genormt werden:

• Wie koppeln zwei Zellen aneinander?

Sie sollten einfach aber stabiel miteinander verbunden und wieder gelöst werden können.

• Welche Stecker und Buchsen werden verwendet?
• Welche Maße hat die Schnittstelle?
• Welche räumlichen Dimensionen sind zu beachten?

Schnittstellen haben ein festes Rastermaß im Raum. Wo kann angedockt werden? Welche Regeln sind bzgl der Zellgröße zu beachten?

• Was ist bei der äussern Hülle, der Haut der Zellen bzw. des Roboters zu beachten?

Elektrische Schnittstelle

Steckerbelegungen und Spannungspegel, Belastbarkeit etc. sind festzulegen. Gebraucht werden elektrische Schnittstellen für:

• Logische Bus

Wie tauschen die Zellen physikalisch Informationen aus?

• Stromversorgung

Logische Schnittstelle

Hier werden die Fragen rund um den Aufbau der Informationen, die zwischen Zellen ausgetauscht werden können, gelöst. Aber auch die Einbindung der Standardsoftware für die Programmierung der Zellen muß geregelt sein.

Zelltypen

Die Schnittstellendefinitionen normieren, wie Zellen miteinander arbeiten können. Hier wird aufgezeigt, welche Funktionen die Zellen benötigen. Zellen mit gleicher Funktion, werden zu einem Zelltyp zusammengefasst. Die Liste der Zelltypen ist (noch) unsortiert und sollte je nach Bedarf verlängert werden.

Ein-/Ausgabe

Kernstück für den Aufbau zellularer Roboter ist ein Ein-/Ausgabemodul, mit dem der Benutzer die erforderlichen Parameter festlegt. Ist der Roboter erstellt, sollte das Modul nicht mehr unbedingt erforderlich sein.

Sensoren

Dieser Zelltyp ist sicherlich noch weiter zu untergliedern. Was sind die wichtigsten Sensoren, die unterstützt werden sollten? Wie viele Sensoren werden in einer Zelle zusammengefasst?

Effektoren

Lineare Antriebe

Ähnlich den Schubzylindern eines Baggerarmes werden elektrische Antriebe benötigt, die

Autor

--ZellRobi 06:37, 22. Jun 2008 (CEST)