MANTIS

MANTIS ist ein mehrbeiniger Roboter mit sechs Extremitäten, der als Plattform zur Forschung im interdisziplinären Gebiet der mobilen Manipulation von Laufrobotern entwickelt wurde. Das System nutzt zwei unterschiedliche Grundhaltungen um verschiedene Aufgaben zu lösen: eine Manipulationshaltung, in der die vorderen zwei Extremitäten für die Manipulation und die hinteren vier Extremitäten für die Lokomotion genutzt werden sowie eine Lokomotionshaltung, in der alle sechs Extremitäten für die Lokomotion genutzt werden. Durch die Vielseitigkeit des Systems können komplexe Szenarien und die Wechselwirkung von Software-Komponenten bei der Durchführung untersucht werden.

MANTIS ist als autonomes System konzipiert, das über eine eigene Stromversorgung, einen Mini ITX Rechner und dem DFKI ZynqBrain als zentrale Steuerungseinheiten des Roboters sowie mehrere im System verteilte FPGA-Recheneinheiten und Mikrocontroller für die dezentrale Datenvorverarbeitung und Regelung von Subsystemen verfügt. Für die Wahrnehmung der Umwelt ist das System mit Drucksensoren in den Fußsohlen, taktilen Sensorfeldern in den Greifflächen, einem Stereokamerasystem, einem Laserscanner und inertialen Messeinheiten in Kopf und Abdomen ausgestattet. Für die Überwachung der internen Zustände können vom System Strom-, Spannungs-, Temperatur-, Beschleunigungs-, Positions-, Kraft- und Drehmomentsensoren ausgewertet werden.

Der Roboter MANTIS wird im Rahmen des Vorhabens LIMES entwickelt, dessen Ziel die Generierung und Optimierung verschiedener Lokomotionsverhalten für unterschiedliche Situationen ist. Die maschinell erlernten Verhalten werden nach der Entwicklung und dem Test in der Simulationsumgebung MARS auf dem realen System evaluiert. Die erlernten Lokomotionsverhalten sollen auch auf dem realen System abhängig von der Umgebung und dem Untergrund ausgewählt und angepasst werden.

In dem Vorhaben BesMan wird das System für die Erforschung von Verhalten zur zwei-Arm-Manipulation verwendet, welche durch die Verwendung von neuartigen Methoden des Imitationslernens generiert wurden.

Im Rahmen des Vorhabens D-Rock wird MANTIS als Referenzsystem genutzt, um die modelbasierte Softwareentwicklung an einem komplexen System zu demonstrieren. Zur Demonstration der Effektivität dieses Entwicklungsansatzes wird zum Abschluss eine Aufgabe der DARPA Robotic Challenge mit dem System absolviert.