Projektlabor Robotik MINTgrün

• Was ist uns wichtig, und was fasziniert uns?

• Ausgangslage beim Einschalten
• Schritt für Schritt: was muss danach passieren, damit das Ziel erreicht wird
• Welche Herausforderungen (die u.U. nur wenig mit dem ursprünglichen Ziel zu tun haben) lauern in der Umgebung?

• Ähnliche Produkte finden und Funktionsweise verstehen.
• Welche (technischen) Lösungen könnte es für beides geben?
• Welche Bedingungen müssen an die Umgebung gestellt werden?

• Was muss der Roboter können? Was muss erfüllt sein, damit es eine Chance gibt, dass es funktioniert?
• Was sollte möglichst realisiert werden?
• Was wäre nett zu haben?
• Was lassen wir bewusst weg?

So könnte ein erstes Brainstorming in der Gruppe aussehen.

1. Schritt: Was soll das Ding eigentlich machen?

• Dreck aufnehmen. Muss es durch Unterdruck sein?
• Sich durch einen Raum bewegen. Wieviel Räder, oder gibt es andere Möglichkeiten zur Fortbewegung?
• Kann es auch Weinflecken beseitigen?
• Wie sorge ich dafür dass mein ganzes Zimmer gesaugt wird?

2. Schritt: Welchen Situationen wird er dabei begegnen?

• Wie erkennt der Robot seine Umgebung?
• Welche Hindernisse können auf ihn lauern?
• Mein Bett ist nur 15cm hoch und der Robot soll auch darunter saugen, wie beeinflusst das mein Design?
• Kann er mit seinen Rädern auch über Kabel und kleine Hindernisse fahren?

3. Schritt: Entwicklung eines Lösungsansatzes

• Gibt es geeignete Sensoren für die Umgebungserkennung?
• Kann ich mir eine Sinnvolle Umgebung definieren oder bauen?
• Kann ich den Robot < 15cm bauen? Trotz Sensoren?
• Gibt es einen Algorithmus für das Abfahren eines Raumes und was brauch dieser an Informationen über die Umwelt?

4. Schritt: Präzisieren von Prioritäten und Anforderungen

• Muss sich bewegen können und saugen.
• Sollte sich orientieren und Hindernissen ausweichen können.
• Es wäre nett wenn er auch wischen könnte um Weinflecken zu entfernen.
• Eine Funktion für das Saugen von Teppichen lassen wir weg.

Waren das schon alle Funktionen und Probleme die beim Bau eines Robo-Staubsaugers aufkommen könnten? Wohl eher nicht! Eine praktikable Methode ist es, sich die Aufgaben des Roboters vom Anschalten bis zum Abschalten vorzustellen. Das ist insbesondere beim 2. Schritt sehr hilfreich. Also beginnen wir wieder mit dem 1. Schritt.

1. Schritt: Was soll das Ding eigentlich machen?

• Dreck aufnehmen durch Unterdruck.
• Der Dreck wird in einem Beutel gespeichert.
• Es soll das gesamte Zimmer saugen.
• Sich durch einen Raum bewegen.
• Er soll Weinflecken entfernen.

2. Schritt: Welchen Situationen wird er dabei begegnen?

• Der Roboter wird zum Einsatzort transportiert. Ist er stabil genug?
• Er wird eingeschaltet. Wird ein Schalter gebraucht?
• Wurde ein Staubsaugerbeutel angeschlossen? Sensor um den Beutel zu registrieren? Wenn nein, wird eine Warnung ausgegeben?
• Der Roboter beginnt zu saugen. Welche Hindernisse sind im Raum (Stuhlbein, T-shirt, Wand, Kabel, Teppich, Heizkörper, etc.)
• Wie wird erkannt das noch nicht alles bzw. der ganze Raum gesaugt wurde?
• Was passiert wenn die Batterie entladen ist? Selbstständiges aufsuchen der Ladestation?
• Der Robot könnte sich festfahren. Kann er sich selbst befreien? Kann er die Situation erkennen und sich abschalten?
• Es könnten Dinge aufgesaugt werden die den Saug-Weg verstopfen.
• Irgendwann ist der Beutel voll. Wie wird das erkannt?
• Zu welchen Uhrzeiten sollte der Robot-Staubsauger arbeiten?

3. Schritt: Entwicklung eines Lösungsansatzes

• Den Roboter so konstruieren dass er nicht so leicht an Hindernissen hängen bleibt, z.B. rundes Chassis, Räder innen. Kompakte Bauweise für höhere Stabilität, möglichst keine losen Kabel.
• Ein zentraler Ein/Aus-Schalter.
• Das Beutelprinzip von normalen Staubsaugern kopieren.
• Nach Algorithmen suchen die ein Fahrzeug einen Raum abfahren lassen.
• Thema Ladestation an ein anderes Team „outsourcen“.
• An der Saugöffnung ein Gitter anbringen um größere Dinge rauszufiltern.
• Beutelgröße über einen Drucksensor überprüfen.
• Zeitschaltuhr programmieren.

4. Schritt: Präzisieren von Prioritäten und Anforderungen

• Muss sich bewegen können und saugen.
• Sollte sich orientieren und Hindernissen ausweichen können.
• Es wäre nett wenn er auch wischen könnte um Weinflecken zu entfernen.
• Automatisches Aufladen wird in diesem Projekt ausgelassen.

Interessante Links: http://www.synthx.com/articles/product-development.html

http://home.howstuffworks.com/product-prototyping-process.htm

Auf Code bezogen: https://www.ida.liu.se/~TDDB84/lectures/2012/Lecture09/slides/Lecture09_Handouts1slide.pdf

Let’s build something: http://www.capstone.gatech.edu/wp-content/documents/lec_Mfr_mockup_to_prototype.pdf