B4LC Zweibeiner

Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf die Entwicklung einer bio-inspirierten verhaltensbasierten Steuerung für zweibeiniges Laufen (B4LC). Sie beruht in hohem Maße auf dem Transfer von Konzepten und Mechanismen, welche in der Bewegungssteuerung von Menschen identifiziert wurden. Basierend auf einer gründlichen Studie biomechanischer und neurowissenschaftlicher Literatur, ist ein Steueransatz abgeleitet, der dynamisches, effizientes und robustes Laufen eines dreidimensionalen und voll beweglich Zweibeiners produziert.
Das Steuersystem ist über der neuronalen Ebene angesiedelt und ist ein hierarchisch organisiertes Netzwerk von lokalen Steuerungs- und Regelungseinheiten. Es wird bewusst auf ein detailliertes globales Dynamikmodell und die Planung von Gelenktrakjektorien verzichtet. Von Sensor-Events getriggerte zentrale Mustergeneratoren koordinieren die Stimulierung und Synchronisierung der einzelnen Einheiten.
Der vorgeschlagene Ansatz wird an einem dynamisch simulierten dreidimensionalem Zweibeiner mit 21 Freiheitsgraden, menschenähnlicher Morphologie, Gewicht und Aktorik getestet.
Die Steuerung beherrscht Balancieren, dynamisches Laufen mit variabler Geschwindigkeit - bis zu 5 km/h - und die Übergänge zwischen beiden Zuständen.
Sie ist in der Lage, die hohe Komplexität und die mechanischen Elastizität des modellierten Zweibeiners zu beherrschen.
Der emergierende Gang zeigt bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit dem menschlichen Gang und ist sehr robust gegen unbekannte und unerwartete Störungen wie Stufen, Gefälle oder externe Kräfte.