YEMO 1.1

Teilautonomer Mikro-Rover für den Unterwassereinsatz


YEMO 1.1
YEMO 1.1 im Einsatz in der spanischen Wüste im Zuge der Abschlussdemonstrationen des Projektes MOONWALK (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
Ansprechpartner/in:

Technische Details

Größe: 1,10 x 0,70 x 0,90 m
Gewicht: Ca. 27 kg (exkl. Nutzlast) getaucht: ca. 4 kg (exkl. Nutzlast) (10 kg Nutzlastkapazität)
Stromversorgung: LiPo Primärbatterie: 29,6V, 7Ah (opt. zusätzliche Batterien in der Oberflächenboje oder externe Stromversorgung)
Geschwindigkeit: 0,7 m/s
Antrieb/ Motoren:
4-Rad Antrieb: Robodrive ILM 50x14 BLDC-Motor mit Harmonic Drive Getriebe (50:1) für Sternräder (5-beinig)
Sensoren:
AVT Mako (2048 x 2048px, 10fps), ausgerichtet auf hyperbolischen Spiegel für 360 Grad Rundumsicht, IMU, GPS
Kommunikation:
2,4Ghz Wlan Accesspoint, 802.11b/g/n
Unterwasser: 55m 1GBit Ethernetkabel
Fahrwerk:
Passives Roll-Gelenk an der Hinterachse (limitiert auf +/-30 Grad)
Struktur:
- Optimiert auf Korrosionsbeständigkeit
- Wasserstrahlgeschnittene Kunststoffplatten als Tragstruktur verbunden mit Edelstahlschrauben
- Druckgehäuse der Motoren aus Titan
- Druckgehäuse der Elektronik aus PVC und Acrylglas
Tauchtiefe:
50 m
Scheinwerfer:
8 x 13,1 W LED (1416 lm, individuell dimmbar)
HMI:
48 Vollfarben LEDs auf einem Ring angeordnet als Statusanzeige (individuell ansteuerbar)

Organisatorische Details

Partner: COMEX, EADS, LIQUIFER Systems Group (LSG), Space Application Services (SAS), NTNU Centre for Interdisciplinary Research in Space, Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)
Fördergeber: Europäische Union
Förderkennzeichen: Das Projekt „Moonwalk“ wird von der EU im Programm SPA.2013.2.1-02 mit der Finanzhilfevereinbarung 607346 gefördert.
Team: Team I - Systemdesign
Team VIII - Wissensbasierte Langzeitautonomie
Anwendungsfelder: Weltraumrobotik
Unterwasserrobotik
Verwandte Projekte: Moonwalk
Technologies and Human-Robot Collaboration for Surface EVA Exploration Activities and Training in European Analogue Environments (09.2013- 08.2016)
Verwandte Robotersysteme: Coyote II
Hochmobiler und Modularer Mikro-Rover für Kooperative Aufgaben
Coyote III
ASGUARD II
Advanced Security Guard V2
ASGUARD III
Advanced Security Guard V3
ASGUARD IV
Advanced Security Guard V4
Verwandte Software: Rock
Robot Construction Kit

Systembeschreibung

YEMO 1.1 während der Erprobung im Pool mit aktivem Spannmechanismus des Kabels (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)

YEMO ist ein Unterwasser-Mikro-Rover, der eine hohe Mobilität auf dem Meeresgrund aufweist. Sein Fahrwerk wurde auf Basis des erprobten Aufbaus der ASGUARD-Roboter konstruiert. Ein zentrales Element ist dabei das passive Gelenk zwischen Vorder- und Hinterachse, das den Bodenkontakt aller vier Sternräder erlaubt. Dieser Aufbau sorgt für eine hohe Mobilität auch in schwierigem Gelände. Dabei kann YEMO nicht nur an Land eingesetzt werden, sondern auch unter Wasser in Tiefen von bis zu 50 m. Da für den Unterwassereinsatz keine Modifikationen notwendig sind, können auch amphibische Operationen ohne Unterbrechungen durchgeführt werden.

Während des Einsatzes unter Wasser wird die Kommunikation über eine Nabelschnur abgewickelt. Über Wasser übernimmt dies ein fest verbauter WLan-Zugangspunkt. Die Nabelschnur kann neben den notwendigen Daten auch die benötigte Energie zur Verfügung stellen. Im Regelfall wird an der Oberfläche eine Boje eingesetzt, die eine drahtlose Datenverbindung zum Rover unter ihr herstellt. Die Boje kann auch zusätzliche Batterien tragen, um die Einsatzzeit des Rovers zu verlängern. Alternativ lässt sich die Nabelschnur auch mit einem Unterwasserknoten verbinden, der den Datentransport übernimmt und die Energie zur Verfügung stellt. Auf diese Weise eignet sich der Rover auch für Langzeiteinsätze. Unterstützt werden Langzeiteinsätze durch die ausschließliche Verwendung korrosionsbeständiger Materialien. Der Rahmen sowie die Druckgehäuse bestehen aus Kunststoff. Die Motoren sind aus seewasserfestem Titan gefertigt.

Der Hauptsensor ist eine 360-Grad-Panoramakamera, die jederzeit das vollständige Erfassen der Umgebung des Rovers ermöglicht. Dies erlaubt ihm eine schnelle Kartierung seines Umfeldes sowie eine bessere Orientierung darin. Der Rover verfügt zudem über einen Lagesensor mit Kompass. Bei Einsätzen an Land kann das interne GPS die absolute Position des Rovers erfassen; bei Unterwassereinsätzen kann diese über das GPS der Oberflächenboje abgeschätzt werden. Dieser Sensoraufbau ermöglicht die Durchführung einfacher autonomer Aufgaben, wie z.B. das Vermeiden von Kollisionen mit im Kamerabild erkannten Hindernissen.

Im Projekt MOONWALK wird YEMO eingesetzt, um neue Möglichkeiten der Astronaut–Roboter-Interaktion zu erproben. Dafür wird der Astronautenanzug mit Sensoren ausgestattet, die es erlauben die Gesten zu erkennen, die der Astronaut mit seinen Armen und Händen macht. Mit Hilfe dieser Gesten soll der Roboter gesteuert, bzw. die Machbarkeit einer solchen Steuerung in realitätsnahen Simulationen erprobt werden. Darüber hinaus verfügt der Astronaut über eine konventionelle Steuerung mit Knöpfen und Tasten. Die Rückmeldung des Roboters an den Astronauten wird auf einem Ring aus individuell ansteuerbaren Vollfarben-LEDs dargestellt. So kann der Astronaut jederzeit direkt am Roboter erkennen, ob dieser ihn verstanden hat, bzw. welcher Betriebsmodus jeweils aktiv ist.

Zudem kann der Rover eine Nutzlast von 10 kg tragen. Dies können z.B. zusätzliche Sensoren sein oder, wie in den Simulationen des Projektes MOONWALK geplant, eine Transportkiste für gesammelte Proben des Meeresbodens.

Videos

MOONWALK: YEMO 1.1 bei einer realitätsnahen Mission

Das Projekt MOONWALK endete mit zwei realitätsnahen Missionen: Eine in einem Wüsteszenario in Spanien und die andere ein Unterwasser-Offshore-Szenario vor der Küste von Marseille. Das Video zeigt die amphibische Rover Yemo 1.1 in Aktion während der Versuche, einschließlich der neuartigen Schnittstelle für Gestensteuerung. Dies ermöglicht es den Astronauten der Rover mit den Bewegungen seines Armes zu steuern.

 

MOONWALK: Erste Unterwassertest mit YEMO 1.0

Erste Funktionstests des neuen amphibischen Rover Yemo im Mittelmeer in der Nähe der Insel Vulcano Island im Juni 2015. Das Video zeigt die Unterwassermobilität des Rovers und die Vorteile eines 360-Grad-Panorama-Kamera.

Bildergalerie

YEMO 1.1 während der Erprobung im Pool mit aktivem Spannmechanismus des Kabels (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 während der Erprobung im Pool mit aktivem Spannmechanismus des Kabels (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 während der Erkundung einer Höhle (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 während der Erkundung einer Höhle (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit vollständig integriertem Systembus, inkl. Payload Box mit RAMAN Spektrometer (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit vollständig integriertem Systembus, inkl. Payload Box mit RAMAN Spektrometer (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
CAD Model von YEMO 1.1 in der finalen Ausbaustufe für das Projekt MOONWALK (Stand Februar 2016) (Grafik: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
CAD Model von YEMO 1.1 in der finalen Ausbaustufe für das Projekt MOONWALK (Stand Februar 2016) (Grafik: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 während Versuchen in der Nacht (Foto: Martin Schröer, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 während Versuchen in der Nacht (Foto: Martin Schröer, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit runden Rädern während der Erprobung auf hartem Untergrund zur Reduzierung der Vibrationen (Foto: Martin Schröer, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit runden Rädern während der Erprobung auf hartem Untergrund zur Reduzierung der Vibrationen (Foto: Martin Schröer, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit Sternrädern und sichtbaren Pigtail zum Abseilen des Rovers an starken Gefällen (>30 Grad) (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit Sternrädern und sichtbaren Pigtail zum Abseilen des Rovers an starken Gefällen (>30 Grad) (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 zieht die Oberflächenboje während der Erprobung in einem Pool (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 zieht die Oberflächenboje während der Erprobung in einem Pool (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 neben dem Astronaut während der Abschlussdemonstrationen von MOONWALK (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI, GmbH)
YEMO 1.1 neben dem Astronaut während der Abschlussdemonstrationen von MOONWALK (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI, GmbH)
YEMO 1.1 mit der Simulationsumgebung im Hintergrund (Habitat und Logistik-Container) (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
YEMO 1.1 mit der Simulationsumgebung im Hintergrund (Habitat und Logistik-Container) (Foto: Mathias Höckelmann, DFKI GmbH)
Erster Prototyp des  Systems YEMO, noch mit alter Rahmenstruktur (Stand Juli 2015) (Foto:  Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Erster Prototyp des
Systems YEMO, noch mit alter Rahmenstruktur (Stand Juli 2015) (Foto:
Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
 
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zuletzt geändert am 08.05.2017
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