Arbejdet på robotten startede i 2006, da professor Jakob Stoustrup fra Institut for Elektroniske Systemer valgte at bruge en forskningspris fra Dannin-fonden til opbygning af en gående robot i menneskestørrelse. Robotten skulle ikke bare kunne gå, men også kunne gå på samme dynamiske måde, som mennesker gør.
- Et projekt af den type regnes af robotforskere for at være blandt de absolutte "sværvægtere", og normalt ville man afsætte et budget, der ville være 30-40 gange større end det, der var til rådighed i dette tilfælde. Så vores vision var i stedet at udnytte den særlige projektorienterede undervisningsform ved Aalborg Universitet som løftestang til at få bygget robotten. Tanken var, at AAU-BOT1 skulle komme til verden og komme til at gå ved en samlet indsats fra et antal projektgrupper fra flere institutter. AAU har god erfaring fra lignende forløb i forbindelse med konstruktionen af racerbiler og satellitter, siger Jakob Stoustrup.
Indtil videre har seks projektgrupper fra tre forskellige miljøer arbejdet på AAU-BOT1. Hver gang er robotten kommet et stykke nærmere målet, og det sidste afgørende ryk frem mod den succesfulde gangprøve har de nuværende studerende Niels H. Andersen og Rune Madsen stået for:
- Det, vi har arbejdet på, er hvordan vi får lært robotten, hvordan man rent faktisk går. Det er ikke noget, vi mennesker tænker over i hverdagen. Så at omsætte det fra, at vi bare skal sætte den ene fod foran den anden, til noget en computer forstår, har været en stor udfordring. Vi har lavet optagelser i et motion-tracking rum for at se, hvordan vi flytter vægten fra side til side, hvornår vi løfter foden og så videre, så vi er i stand at gå, forklarer Niels H. Andersen.
Svær balance
En anden vigtig indsats har været at gøre robotten i stand til at holde balancen under gang.
- Hvor andre gående robotter har meget store fødder i forhold til deres størrelse, er AAU-BOT1 født med fødder, der størrelsesmæssigt svarer til et menneskes. Det gør opgaven med at holde balancen sværere. Vi har løst det ved at måle, hvordan kontakten med jordoverfladen er via sensorer, samtidig med at vi måler vinklen på overkroppen. Desuden har vi fokuseret rigtig meget på, hvordan den svinger foden og sætter den ned igen, og alt det der sker i den forbindelse. Der skal være en eftergivenhed i benene. Hvis en robot bare er helt stiv, vil den falde ned på en meget ubehagelig måde, siger Rune Madsen.
Nyttig på flere måder
Champagnepropperne sprang og der blev high-fivet og jublet blandt de mange gæster i robot-laboratoriet, da AAU-BOT1 efter nogle indledende test-øvelser begav sig hen ad gangbåndet med forsigtige korte skridt. Selv om skridtene var små, var de ifølge professor Jakob Stoustrup betydningsfulde af flere grunde. Der er rationelle grunde til at lade robotter tage ved lære af mennesker, når det kommer til bevægelse:
- Sammenlignet med robotter er mennesker flere størrelsesordener mere energieffektive. Det er derfor af stor interesse at kunne få robotter til at gå på samme måde, som mennesker gør. Hidtil har robotter fortrinsvis gået på en langt mere kontrolleret, men også langt mere energikrævende måde. Det er håbet, at AAU-BOT1 med sin dynamiske gang kan bane vejen for, at gående robotter får et mere realistisk energiforbrug, der kan muliggøre en praktisk udnyttelse af gående robotter, siger professoren.
Men robot-projektet er også vigtigt i mere overført betydning, fordi de anvendte teknologier spiller en stor rolle i industrien generelt:
- AAU-BOT1 er først og fremmest en uddannelses- og forskningsmæssig platform, der kan demonstrere anvendelsen af den mest moderne og avancerede reguleringsteori på et ekstremt komplekst system. Erfaringerne fra AAU-BOT1 peger altså ikke alene frem mod robotteknologi, men også mod anvendelse af avanceret regulering inden for stort set alle andre industrielle sektorer, siger Jakob Stoustrup.
Yderligere oplysninger:
• Professor Jakob Stoustrup, Institut for Elektroniske Systemer, tlf. 9940 8749, mobil 2612 6059.
• Lektor Jan Helbo, Institut for Elektroniske Systemer, mobil 2143 0183.
• Ph.d.-stipendiat Morten Juelsgaard, Institut for Elektroniske Systemer, mobil 4015 5359.
• Studerende Niels H. Andersen (mobil 5098 7079, nander08@student.aau.dk).
• Studerende Rune Madsen (mobil 2362 9150, rmads08@student.aau.dk).
• Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, AAU, mobil 2340 6554.
AAU-BOT1 delprojekter og bidragsydere:
Mikkel Melters Pedersen, Allan Agerbo Nielsen, Lars Fuglsang Christiansen:
Design of Robot AAU-BOT1, 2007
Disse tre studerende fra Institut for Mekanik stod for det mekaniske design af robotten, der blev konstrueret som del af deres projekt.
Per Kingo Jensen, Mathias Garbus, Jan Vestergaard Knudsen:
Instrumentation, Modeling and Control of AAU-BOT1, 2008
I dette projekt blev robotten samlet, intrumenteret og bl.a. forsynet med et internt kommunikationsnetværk.
De tre studerende modtog som de første den nyindstiftede Roblon-pris på 100.000 DKK for årets bedste studenterprojekt.
Brian Thorarins Jensen, Michael Odgaard Kuch Niss:
Modeling, Simulation, and Control of Biped Robot AAU-BOT1, 2009
Disse to studerende arbejdede intensivt med modellering og regulering af robotten. Simulering viste at robotten skulle kunne gå i praksis!
Jes Andersen, Henrik Dalsager Christensen:
One Step Closer; Towards Dynamic Walking on AAU-BOT1, 2010
I dette projekt blev bl.a. skabt en systematisk platform til at håndtere projektets meget komplekse software-arkitektur i en modulær form, der kunne bruges af efterfølgende studerende.
Bart Moris (Tech Univ Eindhoven, NL):
Control of a biped robot - AAU-BOT1, 2012
Denne gæstestuderende arbejdede intensivt med modellerne i tre måneder, hvor han fandt og løste nogle konstaterede problemer i modellen.
Niels H. Andersen & Rune Madsen:
Obtaining Dynamic Gait with a Biped Robot, 2013
Disse to studerende har arbejdet på at få robotten til at tage det første skridt og gå dynamisk.