Skip to main content

Kubikzentimeter-große autonome Mikroroboter für die Mikro- und Nanowelt

  • Conference paper
Autonome Mobile Systeme 2003

Part of the book series: Informatik aktuell ((INFORMAT))

  • 234 Accesses

Zusammenfassung

Um die wachsende Kluft zwischen den Mikro- und Nanotechnologien zu überbrücken, erforscht derzeit ein europäisches Konsortium den Einsatz von mobilen, drahtlosen Kubikzentimeter-großen Mikrorobotern, die in kleinen Gruppen zum Einsatz kommen. Die Probleme, die bei der Regelung und Sensorik für ein solches Robotersystem zu lösen sind, sind groß. Dieser Artikel beschreibt die Arbeiten der Karlsruher Forschungsgruppe im Rahmen dieses Projekts. Das Positioniersystem basiert auf einem sogenannten „mechanischen“ interferometrischen Prinzip, dem Moiré-Effekt. Dieses System erreicht eine Auflösung von einem Mikrometer auf einem Arbeitsbereich von 500x500 mm2. Weitere Sensorsysteme basieren auf „Jokalen“ Kameras, welche zur Extraktion von Tiefeninforrnationen herangezogen werden. Um Bewegungsbefehle für die Roboter zu generieren, muss das Steuerungssystem der Roboter dann in der Lage sein, die nur asynchron verfügbaren Sensordaten zu fusionieren. Hierfür wird eine zweistufige Regelungsarchitektur vorgestellt, die zwischen Grob- und Feinbewegungjedes einzelnen Roboters unterscheidet.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 99.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 89.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Tsai, R.Y.: A Versatile Camera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses, IEEE Journal of Robotics and Automation, No 4, Aug. 1987

    Google Scholar 

  2. Nayar, Sh. K.; Nakagawa, Y.: Shape from Focus, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 16(8), Aug. 1994, pp. 824–831

    Google Scholar 

  3. Julier, S. J.; Uhlmann, J. K.: A New Extension of the Kaiman Filter to Nonlinear Systems; SPIE Proceedings Vol. 3068, 1997, pp. 182–193

    Article  Google Scholar 

  4. Welch, Gregory F.; Bishop, Gary: SCAAT: Incremental Tracking with Incomplete Information; Computer Graphics, SIGGRAPH 97 Conference Proceedings, T. Whitted (Ed.), Los Angeles, CA, USA, August 3-8, ACM Press Addison-Wesley, 1997, pp. 333–344

    Chapter  Google Scholar 

  5. Davidson, Fréderic, Study of Fusion Architectures for target tracking with Kaiman filtering. Laboratoire de Radiocommunications et de Traitement du Signal, Rapport annuel d’activités 1997-1998

    Google Scholar 

  6. Grocholsky, Ben: Information-Theoretic Control of Multiple Sensor Platforms, Dissertation, University of Sydney, 2002

    Google Scholar 

  7. Bar-Shalom, Yaakov: Update with Out-of-Sequence Measurements in Tracking: Exact solution. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems Vol. 28, 2002

    Google Scholar 

  8. Narendra, K.S.; Mukhopadhyay, S.: “Adaptive control using neural networks and approximate models”; IEEE Transactions on Neural Networks, Volume: 8 Issue: 3, May 1997 pp. 475–485

    Article  Google Scholar 

  9. Halcy, P.; Soloway, D.; Gold, B.: “Real-time adaptive control using neural generalized predictive control”; Proceedings of the American Control Conference, Volume: 6, 1999 pp. 4278–4282

    Google Scholar 

  10. Wörn, Heinz; Schmoeckel, Ferdinand; Buerkle, Axel; Samitier, Josep; Puig-Vidal, Manel; Johansson, Stefan; Simu, Urban; Meyer, Jörg-Uwe; Biehl, Margit: “From decimeter-to centimeter-sized mobile microrobots — the development of the MINIMAN system”; SPIE’s Int. Symp. on Intelligent Systems & Advanced Manufacturing, Conference on Microrobotics and Microassembly, Boston, MA, USA, October 28–November 2, 2001, pp. 175–186

    Google Scholar 

  11. Buerkle, Axel; Schmoeckel, Ferdinand; Kiefer, Matthias; Amavasai, Bala P.; Caparrelli, Fabio; Selvan, Arul N.; Travis, Jon R.: “Vision-based closed-loop control of mobile microrobots for micro handling tasks”; SPIE’s Int. Symp. on Intelligent Systems & Advanced Manufacturing, Conference on Microrobotics and Microassembly, Boston, MA, USA, October 28–November 2, 2001, pp. 187–198

    Google Scholar 

  12. Amidror, Isaac: The Physics of the Moiré Phenomenon, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, March 2000

    Book  Google Scholar 

  13. Luhmann, Thomas: Nahbereichsfotogrammetrie: Grundlagen, Methoden und Anwendungen; Wichmann-Verlag, Heidelberg, 2000

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2003 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this paper

Cite this paper

Wörn, H., Seyfried, J., Bürkle, A., Estañia, R., Schmoeckel, F., Thiel, M. (2003). Kubikzentimeter-große autonome Mikroroboter für die Mikro- und Nanowelt. In: Dillmann, R., Wörn, H., Gockel, T. (eds) Autonome Mobile Systeme 2003. Informatik aktuell. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-18986-9_29

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-18986-9_29

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-540-20142-7

  • Online ISBN: 978-3-642-18986-9

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics