RIMRES

Rekonfigurierbares Integriertes Mehr-Roboter-Explorations-System

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Kerntechnologien für modulare rekonfigurierbare Robotersysteme, mit deren Hilfe in unkooperativen und schwer zugänglichen Einsatzgebieten komplexe Aufgaben robust und effizient gelöst werden können. Im Vordergrund steht dabei neben neuen Methoden für Autonomie, Navigation und Lokomotion ein hochmodulares Systemkonzept, das untereinander kompatible und über eine einheitliche mechatronische Schnittstelle verknüpfte Module für verschiedene Funktionen vorsieht (z.B. Fortbewegung, Energieversorgung, Datenerfassung).

Laufzeit: 01.09.2009 bis 31.12.2012
Zuwendungsempfänger: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Förderkennzeichen: Gefördert von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Förderkennzeichen 50RA0904
Partner:

ZARM – Zentrum für angewandte Raumfahrt und Mikrogravitation

Anwendungsfelder: Weltraumrobotik
Verwandte Projekte: Lunares
Rekonfigurierbare Robotersysteme für lunare Missionen (07.2007- 12.2009)
SCORPION
Ein achtbeiniger Roboter für schwieriges Terrain (01.2001- 12.2005)
SpaceClimber
Ein semi-autonomer freikletternder Roboter zur Untersuchung von Kraterwänden und -böden (07.2007- 11.2010)
Verwandte Robotersysteme: MLAD
Machine Learning Accelerator Demonstrator
MLAD
Machine Learning Accelerator Demonstrator
Verwandte Software: MARS
Machina Arte Robotum Simulans
MARS
Machina Arte Robotum Simulans

Projektdetails

Sherpa nutzt seinen Manipulatorarm, um ein Payload-Item auf CREX zu stacken (Foto: Florian Cordes, DFKI GmbH)
Roboter und Mitarbeiter in der künstlichen Kraterumgebung (Foto: Florian Cordes, DFKI GmbH)

Roboter-Teams zur lunaren Exploration

RIMRES (Rekonfigurierbares Integriertes Mehr-Roboter Explorations-System) ist ein Gemeinschaftsprojekt des DFKI Robotics Innovation Center und des ZARM (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation).

Im Rahmen des Projektes wird ein komplexes Demonstrationsszenario zur Exploration lunarer Polkrater aufgebaut. Dabei steht eine erhöhte Oberflächenmobilität im Vordergrund der Entwicklungen. Diese wird durch neuartige Morphologie einzelner Robotersysteme und durch den Ansatz der Kooperation heterogener Systeme erreicht.

Der im Projekt RIMRES entwickelte rädrige Rover Sherpa bietet eine relativ energieeffiziente Fortbewegung in mäßig schwerem Gelände. Durch die Rekonfigurationsmöglichkeiten des Fahrwerks kann er sich aber auch aus festgefahrenen Situationen befreien und flexibel auf unvorhergesehene Situationen reagieren.

Ein zweites mobiles System ist der sechsbeinige Scout-Roboter CREX, der von Sherpa zum Kraterrand transportiert wird und, dort abgesetzt, die Exploration des Kraters beginnt. Hierbei wird der Vorteil der hohen Flexibilität der schreitenden Fortbewegung genutzt. Bei der Entwicklung des Schreitroboters CREX wird auf die Erfahrungen des SpaceClimber-Projekts zurückgegriffen.

Ein zweiter Forschungsschwerpunkt ist die Modularität von Systemen: Über ein einheitliches elektromechanisches Interface können sowohl die beiden mobilen Systeme miteinander als auch sogenannte Payload-Items untereinander oder mit den mobilen Systemen verbunden werden. Dies ermöglicht eine aufgabenspezifische Rekonfiguration der Systeme. Die Payload-Items werden genutzt, um zum einen die Fähigkeiten der mobilen Systeme zu erweitern, zum anderen können aus den einzelnen Funktionseinheiten wissenschaftliche Nutzlasten oder Infrastruktur-Komponenten (z.B. Kommunikationsrelais und Navigationshilfen) aufgebaut werden.

Videos

RIMRES: Sherpa und CREX

Sherpa setzt CREX ab. Dies kann beispielsweise der Absetzvorgang von der Landefähre zu Beginn der Mission sein

Sherpa: Stacking camera payload

Der Rover Sherpa baut einen Payloadstack aus zwei einzelnen Payload-Items zusammen und setzt ihn auf der Oberfläche ab.

RIMRES: Manipulator

Der Dockingprozess zwischen Sherpa und CREX wird durch die Manipulator-Kamera überwacht

RIMRES: Systeme in einer polaren Monderkundungsmission

Das Video zeigt eine mögliche Mission des RIMRES-Systems zur Erkundung eines polaren Mondkraters.

Sherpa: Ausbaufähiger Rover for planetarische Anwendungen

Das Video zeigt die Rolle von Sherpa im Projekt RIMRES und die ersten Eindrücke der Flexibilität der Lokomotion des Systems.

Publikationen

2024

Development strategies for multi-robot teams in context of planetary exploration
Wiebke Brinkmann, Leon Cedric Danter, Amrita Suresh, Mehmed Yüksel, Manuel Meder, Frank Kirchner
In 2024 International Conference on Space Robotics, (iSpaRo-2024), 24.6.-27.6.2024, Luxembourg, o. A., Jun/2024.

2018

Design and Experimental Evaluation of a Hybrid Wheeled-Leg Exploration Rover in the Context of Multi-Robot Systems
Florian Cordes
Bremen, Germany, 2018. University of Bremen.

2013

Reconfigurable Integrated Multirobot Exploration System (RIMRES): Heterogeneous Modular Reconfigurable Robots for Space Exploration
Thomas M. Roehr, Florian Cordes, Frank Kirchner
In Journal of Field Robotics, Wiley Periodicals, Inc., volume Special Issue on Space Robotics, Part 2, pages 3-34, Aug/2013.
RIMRES: A project summary
Thomas M. Roehr, Florian Cordes, Frank Kirchner
In Proceedings of ICRA 2013 Planetary Rovers Workshop, (ICRA-2013), 05.5.-10.5.2013, Karlsruhe, o.A., May/2013.

2012

RIMRES: A Modular Reconfigurable Heterogeneous Multi-Robot Exploration System
Florian Cordes, Thomas M. Roehr, Frank Kirchner
In Proceedings of the International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2012), (iSAIRAS-2012), 04.9.-06.9.2012, Turin, o.A., Sep/2012.
Development of a Lightweight Manipulator Arm using Heterogeneous Materials and Manufacturing Technologies
Marc Manz, Alexander Dettmann, Jens Hilljegerdes, Frank Kirchner
In Proceedings of the International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2012), (iSAIRAS-2012), 04.9.-06.9.2012, Turin, o.A., Sep/2012.

2011

Evolutionary Development of an Optimized Manipulator Arm Morphology for Manipulation and Rover Locomotion
Alexander Dettmann, Malte Langosz, Florian Cordes
In 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, (IEEE-ROBIO-11), 07.12.-11.12.2011, Phuket, IEEE, pages 2567-2573, Dec/2011. ISBN: 978-1-4577-2137-3.
Locomotion Modes for a Hybrid Wheeled-Leg Planetary Rover
Florian Cordes, Alexander Dettmann, Frank Kirchner
In Proceedings of the 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, (IEEE-ROBIO-11), 07.12.-11.12.2011, Phuket, o.A., pages 2586-2592, Dec/2011. ISBN: 978-1-4577-2137-3.
Adaptive Flexible Wheels for Planetary Exploration
Olaf Krömer, D. Beermann, Florian Cordes, Caroline Lange, Benjamin Littau, Roland Rosta, Marco Scharringhausen, Tim van Zoest, Christian Grimm
In Proceedings ot the 62nd International Astronautical Congress, (IAC-11), 03.10.-07.10.2011, Cape Town, o.A., Oct/2011.
Evaluation of a Power Management System for Heterogeneous Modules in Self-Reconfigurable Multi-Module Systems
Zhuowei Wang, Florian Cordes, Alexander Dettmann, Roman Szczuka
In Proceedings of the 2011 IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, (IROS-11), 24.9.-30.9.2011, San Francisco, CA, o.A., Sep/2011.
Evaluation of a Dust-Resistant Docking Mechanism for Surface Exploration Robots
Wiebke Wenzel, Florian Cordes, Alexander Dettmann, Zhuowei Wang
In Proceedings of the 15th International Conference On Advanced Robotics 2011, (ICAR-11), 20.6.-23.6.2011, Talinn, o.A., pages 495-500, Jun/2011.
Heterogeneous Modules with a Homogeneous Electromechanical Interface in Multi-Module Systems for Space Exploration
Alexander Dettmann, Zhuowei Wang, Wiebke Wenzel, Florian Cordes, Frank Kirchner
In 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, (ICRA-11), 09.5.-13.5.2011, Shanghai, o.A., pages 1964-1969, May/2011.

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zuletzt geändert am 04.01.2024