Laufen ist eine der genialsten Erfindungen der Natur. Aber erst in neuerer Zeit haben sich Technologien entwickelt, die den erfolgreichen Bau von autonomen Laufmaschinen realistisch erscheinen lassen. Dieses Buch beinhaltet die Ergebnisse des DFG Schwerpunktprogramms SPP1039 ‘Autonomes Laufen’ – entstanden aus einer intensiven Zusammenarbeit einiger der führenden Ingenieure, Biologen und Informatiker auf diesem Gebiet. Es werden technische Realisierungen von Laufmaschinen ebenso präsentiert wie neueste biologische Erkenntnisse, deren Ergebnisse unmittelbar in solche technischen Umsetzungen einfließen. Dazu gehören Probleme der topologischen Strukturen des Laufens, der zum Laufen notwendigen Regelungen und Steuerungen und den damit verbundenen Fragen der Sensoren und der Aktoren, die Modellierung der Dynamik sowie die Auslegung und der Bau von Laufmaschinen. Eine dazugehörende und professionell umgesetzte DVD gibt einen vergnüglichen Überblick der Forschungsergebnisse und der dahinter stehenden Probleme.
สารบัญ
Grundlagen.- Vom Kriechen zum Laufen: Evolution des Laufens mit Genetischer Programmierung auf beliebigen Morphologien.- Schnelle Bewegungen bei Arthropoden: Strategien und Mechanismen.- Nutzung aktiver Antennenbewegungen zur Hindernisdetektion und Steuerung von gezielten Greifbewegungen bei Insekten.- Periphere Kontrolle sensorischer Signalflüsse: Datenreduktion und -selektion.- Zweibeiniges Gehen.- Energieabsorption, Energiespeicherung und Arbeit bei schneller Lokomotion über unebenes Terrain.- Dynamik und Anpassungsvorgänge bei der Laufkoordination des Menschen.- Dreidimensionale biomechanische Modellierung und die Entwicklung eines Reglers zur Simulation zweibeinigen Gehens.- Entwurf und Realisierung einer zweibeinigen Laufmaschine.- Schwingungstilgung und Stoßminderung bei zweibeinigen Laufmaschinen.- Perzeptionsbasiertes humanoides Gehen.- Vierbeiniges Gehen.- Rechnerarchitektur, Sensorik und adaptive Steuerung einer vierbeinigen Laufmaschine mit dynamisch stabilem Gang.- Autonomes hydraulisch angetriebenes Schreitfahrwerk ALDURO.- Kinematisches Modell und Dynamiksimulation vierbeinigen Laufens von Säugetieren.- Mechanische Modellbildung quadrupeder Lokomotion.- Sechsbeiniges Gehen.- Neuronale Mechanismen der Gelenkkopplung bei Einzelbeinbewegungen von Insekten.- Hexapodes Laufen, von der Biologie zur Simulation und zurück.- Neuronale Bewegungskoordination und -steuerung für autonome Laufmaschinen.- Multisensorielle Verfahren zur Bewegungssteuerung sechsbeiniger Schreitroboter.
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