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  • 机器人与机电一体化中心(RMC)是DLR在机器人、机电一体化和光学系统领域的研究和开发的集群和能力中心。机电一体化是为了实现与环境相互作用的“智能机构”而将力学、电子学和信息技术最紧密地结合起来的技术。RMC的核心能力是跨学科(虚拟)设计、计算机辅助优化和仿真，以及复杂机电系统和人机界面的实现。在机器人界，该中心被认为是世界领先的机构之一。
产品组合

  • 机器人与机电一体化中心

  • 机器人与机电一体化中心(RMC)是DLR在机器人、机电一体化和光学系统领域的研究和开发的集群和能力中心。机电一体化是为了实现与环境相互作用的“智能机构”而将力学、电子学和信息技术最紧密地结合起来的技术。RMC的核心能力是跨学科(虚拟)设计、计算机辅助优化和仿真，以及复杂机电系统和人机界面的实现。在机器人界，该中心被认为是世界领先的机构之一。

    该集群开发的技术和系统的应用主要集中在空间、航空和运输研究领域的程序性任务。开发的技术在其他社会领域有直接影响和应用，如医疗机器人、未来工厂和个人机器人协助。技术转移是RMC的主要目标。

    结构
    机器人与机电一体化中心(RMC)是由三个研究所组成的集群，具有关键的研究领域，进行机构间合作。

    机构有:
    • 机器人与机电一体化研究所(所长阿林博士Albu-Schäffer)
    • 系统动力学与控制研究所(所长Johann Bals博士)
    • 光学传感器系统研究所(主任教授Heinz-Wilhelm博士Hübers)

      • 主要研究领域

          • 空间机器人

          • 太空飞行是机器人与机电一体化中心(RMC)发展先进机器人系统的动力。机器人在探索和征服外层空间方面发挥着主导作用。与人类相比，它们能更好地适应在自由空间和卫星、行星甚至小行星等天体上遇到的极端条件。这使机器人能够完美地建立机器人前哨站，从而成为星际载人航天飞行的先驱。RMC在空间机器人研究和发展方面有着悠久的传统，特别是在近地或轨道应用方面。杰出的成功例子有:ROTEX (1993)， GETEX(1998)和ROKVISS(2003-2010)。在全球范围内，RMC目前在空间机器人领域拥有最多的经验。

          • 陆地辅助机器人

          • 机器人与机电一体化中心开发的高度集成机器人系统的主要目标之一是实现与人的无缝、半自主集成，其中“软机器人”，即机器人系统的顺应性和安全行为是中心。这些原理是辅助和假体设备发展的关键。在发达国家的生产过程中，新颖的、双向移动的生产助手将发挥突出作用，而老年人的护理将越来越重要。在这个重点研究领域，我们从人类生物学的角度研究和接近这些原则。

          • 医疗救助系统

          • 在医疗援助系统的跨部门研究领域，空间和服务机器人的研究成果被重新解释并转移到医学领域。高效驱动、机电一体化、远程机器人、传感器和规划系统等核心技术与空间应用以及医学技术系统相关。这些技术主要研究和应用于两个主题:医疗机器人和主动植入体。

          • 飞行机器人

          • 飞行机器人的重点研究领域涵盖了机器人与机电一体化中心的三个主要领域——航空学、空间机器人和光学信息系统——以开发自主飞行平台的机器人技术的协同效应。我们的工作范围从低级控制和传感器数据处理到任务规划和执行。我们一直在研究自主系统的一般问题，考虑到与飞行平台及其应用有关的特殊问题。

        • 机器人与机电一体化研究所“，

        • 研究所所长:阿林教授Albu-Schäffer

          我们机器人活动的长期目标一直基于将人类从不人道和危险的任务中解救出来的想法。在我们部门早期的机器人研究中，主要关注的焦点仅限于设计机器人传感器(以及基于传感器的人机界面)和关闭智能感官反馈环，而在过去几年里，这些活动大大扩大了。目前的总体目标是基于强大的远程机器人概念和人机接口，设计用于空间应用的新一代多感官轻型机器人，宇航员也可以从地面站操作。这一目标的特点是高度跨学科，包括几个主要的任务领域
          • 机电一体化-感官和执行机构的发展
          • 学习-适应和自我完善
          • 视觉——用于智能机器人控制的实时视觉技能
          • 远程机器人学。用于远程控制、x -线控和空间的远程控制概念
          • 空间机器人-机器人空间应用
          • 医疗应用——医疗应用中的机器人技术

          虽然在我们的机器人活动的早期与地面工业的合作是主要的，但过去5年的特点是与太空工业的密切合作和合同。太空机器人技术实验ROTEX是欧洲进入太空机器人领域的第一步，它在很大程度上是基于这里开发的概念和系统(多感官抓握器、局部自治、远程机器人站);然而，在未来将有相当大的努力将为空间开发的技术(例如轻量概念)转移回地面应用。

                • 自主和遥控操作

                • 自主和远程操作部门的工作是规划和执行多臂机器人系统的运动多自由度。兴趣领域从简单的运动原语到用机械手臂和手执行复杂的操作任务。研究了在高实时性条件下，在灵活、高效和分布式计算平台上编程和控制机器人运动的基本技术

                  研究主题包括
                  • 开发用于机器人控制应用的分布式实时计算平台
                  • 柔性机器人的复杂控制策略集成到应用和机器人控制结构中
                  • 面向任务的实时和非实时接口编程技术
                  • 机电一体化系统控制开发的并行工程过程
                  • 考虑动力学约束的机器人运动规划。
                  • 基于传感器信息的机器人反应性行为非线性优化技术的应用。

                  为了增加机器人系统的自主性，我们研究了从逻辑任务描述中生成机器人控制程序的技术。DLR Rollin Justin是这些任务的主要演示平台之一。为了达到这一目标，必须在不同的抽象级别上识别基本机器人操作的类，这允许自动任务和依赖于情况的参数化。我们使用基于模型的技术，以及在真实机器人或虚拟现实中通过演示进行编程，以建立环境的表示形式，在这种环境中，机器人系统可以自主地进行下一步操作的推理和决策。

                • 机电元件与系统“，

                • 机电元件与系统部的目标是制造能够支持人类工作的机器人。这尤其适用于对人类有危险或有害的任务。因此，研发的重点是赋予机器人感知周围环境的能力，以及在极端恶劣的环境中(如在太空或灾难行动中)安全而稳健地行动。因此，开发集中于机器人作为一个完整的系统和它的基本组件:感知环境的传感器，可靠和安全传输感知数据的通信基础设施，以及执行器所需的执行机器人的任务，以一种安全的方式，对人类和机器人。

                  研究主题
                  • 复杂机器人系统的发展:
                  • 机器人手臂
                  • 机器人的手
                  • 移动机械手
                  • 两条或多条腿的步行者
                  • 新颖的传感器和驱动器概念
                  • 机器人技术中高性能总线通信与数据采集的发展
                  • 小说运动的概念

                  该研究所在系内开发的机器人系统被整个研究所用于空间应用，如“在轨服务”、“机器人空间协助”和“行星探索”。机电一体化系统、部件和方法也应用于工业、医疗机器人和服务机器人。这些关键技术可以实现极轻的设计、系统集成和功率密度，从而实现灵活的机动性，以及与环境的灵活、兼容和安全交互。典型的应用领域是复杂的操作和装配任务，机器人辅助与物理人机交互以及远程操作。

                • 知觉和认知

                • 知觉与认知系开发解决方案，使整体
                  机器人感知系统使用两个主要的机器人感官视觉和触觉。
                  感知和认知是远程操作和自主机器人系统的基本组成部分，因为它们使反应性行为、基于注意力的控制和对情况的解释成为可能。

                  研究领域包括
                  • 创新的传感器概念
                  • 实时处理和分析传感器数据，如立体重建、目标跟踪和三维重建
                  • 移动、自主系统的光学导航和定位
                  • 肌电图和肌力测量数据的处理和分析
                  • 使用基于点、体积和表面的表示和派生功能模型的三维环境建模
                  • 数字地形模型的生成和不同维度三维模型的融合
                  • 数据融合，数据分类和学习算法
                  • 物体识别，姿态估计和场景解释
                  • 实时三维可视化的大数据集，如地形渲染，增强和自动立体

                  从数据采集发展机器人感知的综合解决方案
                  对应用是本部门的核心竞争力。传感器应用
                  随着触觉和视觉的探索和导航，照片的真实感，进一步增强了真实
                  远程机器人的场景以及引出自动化的解决方案
                  工业是研究课题。数据解释方法和面向任务的方法
                  场景理解是基于建模过程，并允许有效的探索
                  用于不同的任务在空间，航空航天和地面场景。

                  作为国家和国际合作的一部分，该部门在世界各地联网。
                  此外，密切的工业联系的存在，占了增加的工业需求
                  用于智能传感器数据处理。

                • 先进机器人系统的分析与控制“，

                • 先进机器人系统分析与控制系开发解决方案，以实现先进机器人系统所需的闭环行为。这特别包括高性能的运动生成、操作、运动、与人类和环境的交互，以及面向控制的系统分析。

                  研究主题
                  • 机器人的非线性控制
                  • 力和阻抗控制
                  • 转矩控制机器人的柔性控制
                  • 弹性机器人系统控制
                  • 机器人建模、仿真与识别
                  • 复杂机器人系统的系统分析与动力学
                  • 生物启发的控制
                  • 安全人机交互
                  • 网真
                  • 虚拟现实和触觉
                  • 视觉伺服
                  • 掌握控制和操作
                  • 运动

                  这些研究课题是机器人与机电一体化研究所开发的机器人系统的基本组成部分，也是自主与远程操作系和感知与认知系开发的更高水平的认知技能和面向任务的规划方法所必需的。通过与机电一体化系统和部件系的密切跨学科合作，该系致力于新型机电一体化驱动概念和机器人系统的设计、规范和实施。目标是一个通过迭代模拟、硬件开发、组件和系统的部署和控制的循环开发过程。复杂机器人系统分析与控制系在建模与仿真，以及识别与控制等课题上做出了特别贡献。除了固定式机器人系统，移动系统如移动机械手和自由飞行机器人系统是重要的应用领域。时延系统的分析和控制，例如由远程呈现应用产生的时延系统，对地面和空间应用都非常重要。

              • 研究单位:机器人与机电一体化研究所

                  • 仿生学

                  • 人类的能力为机器人系统的发展提供了目标和灵感。我们试图理解这些能力，将它们融合到技术系统中，并在各种情况下帮助人类。为了了解人体的“模型”，我们通过记录不同的测量方法，如肌电图(EMG)和超声，获取诸如肌肉活动、施加的力量和执行的动作等生物数据。这些数据可以暴露非常不同的信息集，包括受试者的行为、他的意图或能力。我们的目标是以一种让我们提取感兴趣的信息的方式处理数据。一旦信息被提取出来，我们可以将其用于不同的目的。

                    一方面，我们希望建立和优化技术系统，在特定的重点下，显示类似于人类的性能，例如双关节肌肉，允许丰富的能力控制手臂的位置，力量和刚度。另一方面，我们希望利用解码后的信息作为机器人系统的控制命令。通过这种方法，我们专注于对假肢手的控制，对上肢功能受限的人的辅助机械臂，以及对中风后康复的机器人设备的控制。

                      • 辅助机器人

                      • 对于许多上肢残疾的人来说，简单的日常生活活动，如喝酒、开门或按电梯按钮，都需要管理员的帮助。通过脑-机接口(BCI)控制的辅助机器人系统可以使这些人再次自主地执行这些任务，从而提高他们的独立性。我们研究了各种方法，为残疾人提供对DLR轻量级机器人的控制，同时支持使用力矩控制机器人的功能执行任务。

                        在我们的研究中，我们主要研究以下两种接口技术。

                        1.一方面，我们研究了表面肌电图(表面肌电图)作为无创控制接口的使用，例如对脊髓性肌萎缩症(SMA)患者。
                        2.对于有更严重残疾的人，例如脊髓损伤或中风后，我们基于布朗大学开发的Braingate2神经界面系统，研究了皮质界面的使用，它直接记录了大脑的神经活动。在我们的合作研究中，一名参与者在15年前患脑干中风后，能够控制机器人系统，并第一次自主地从瓶子里喝水。

                      • 假肢的人机界面

                      • 残疾人士如何正确控制假肢、辅助或康复装置?我们所说的适当控制是什么意思?我们能在低成本、便携、可穿戴、在线的情况下实现这一目标吗?为了回答这些问题，我们正在外围人机接口领域进行研究，旨在以一种非侵入性和现实的方式改善假肢机器人设备的控制，从而帮助残疾人在没有手术、药物和住院等压力的情况下恢复失去的手/臂功能。

                        我们的目标是重建缺失/受伤肢体的感觉-运动回路。这包括前馈控制(检测患者的运动意图)和感觉反馈(将数据转换为感觉)。为了实现这一目标，我们研究了各种非侵入性人机界面(用于前馈控制的表面肌电图、超声、触觉和光学传感)，并研究了传递感觉反馈的创新方法，如力/振动/电刺激对患者身体的应用。

                      • 成像EMG (iEMG)

                      • 我们不仅开发生物数据，而且还致力于改进生物数据获取的方法。目前，表面肌电图只能提供非常粗略的肌肉活动视图，因为它只能记录不同肌肉纤维信号的总和。我们正在研究一种生成电位的3d重建方法，以观察在特定动作中哪些肌肉是活跃的。利用大型电极阵列中电极之间的串扰，我们希望恢复“肌肉下的肌肉”的肌肉电位。因此，我们可以更好地理解肌肉深层区域的动作电位。然而，我们不需要像针式肌电图这样的侵入性技术。我们称这种方法为成像肌电图，或简称:iEMG。

                      • 康复机器人技术

                      • 每年全球约有1500万人首次患中风。神经损伤常导致患者持续麻痹或瘫痪。只有通过频繁重复的训练，他们才能重新控制自己的肢体，从而保持独立于他人。

                        我们的目标是为上肢理疗提供自我调节机器人。通过阻抗控制，我们可以调整与目标运动路径的允许偏差。因此，我们可以确保“重复而不重复”(Bernstein 1967)，培养神经可塑性，从而学习。使用不同的受力模式，例如辅助力和阻力，训练可根据病人的个别需要进行调整。可能的调整范围从训练运动的类型到机器人支持的变化。

                        通过观察受损手臂上的肌电图信号，我们可以在受试者恢复足够的力量执行之前检测到想要的动作。因此，我们可以确保患者积极参与训练，并对其进展进行定量分析。此外，我们希望通过分析肌电图来确定工作空间中需要更多训练的区域，从而自动调整练习，例如，通过关注人类工作空间的特定区域。

                    • 机器人的手

                    • 我们在开发、制造和使用灵巧的机器人手方面的经验可以追溯到1993年。我们的工作范围涵盖了从多感官机械电子手设计到手的控制，包括远程操作，自主抓取和操作的所有领域。例如，基于四个相同手指的DLR手II被评为世界上最先进和复杂的人工手之一，在2001年推出。

                      它是DLR打击手I和II的基础。2008年，我们推出了DLR手臂系统，它仍然是世界上最复杂的机械电子手，有38个马达和19个自由度。它的尺寸和性能接近人类原型，是独一无二的。它反映了我们在跟腱驱动的被动顺应系统方面的经验。我们最后的发展是名为DEXHAND的太空手。它结合了DLR hand II的模块化手概念和肌腱驱动的手指，达到宇航员手套的手指大小，仍然具有与DLR hand II相同的主动指尖力。

                        • 手二世

                        • DLR Hand II是一个拟人化的灵巧抓取和操作系统。手由四个相同的手指组成，每个手指有四个关节和三个自由度。额外的自由度在手掌允许手调整完美，无论是稳定的抓取或精细的操作。驱动系统、传感器和手中的通信电子设备的完全集成，使其具有最大的灵活性，并可以轻松地连接到不同的机器人。大量的传感器允许精确控制的手平行于一个非常敏感的反馈的力量和手指位置。这是实现灵巧远程操作的前提条件。类似于人类用手行动，非常不同的是，先天未知的物体必须被抓住和操纵，各种任务必须在未知的环境中完成。

                        • 打击手

                        • 哈尔滨工业大学(哈尔滨工业大学)和DLR机器人与机电研究所的DLR HIT HAND II是DLR HIT HAND I的进一步发展阶段。与DLR HIT HAND I相比，新的DLR HIT HAND II有五个模块化手指，有四个关节和三个活动自由度，仍然更轻更小。作为DLR Hit Hand I在2007年，DLR Hit Hand II被授予IF-Design-Award 2009。Hand用于Space Justin设置，用于抓取具有共享自主权的物体。共享自主支持人类远程机械手在例如空间操作与自主抓取计划。硬件方面的主要研究课题是利用Hit Hand II手指实现可重构灵巧ReDex系列助动器，并基于模块化手指构建人机界面。

                        • DEXHAND

                        • 在未来的几年里，许多卫星将达到它们的生命周期的终点。要修复它们，宇航员太贵了，而且EVA操作很危险。虽然机器人系统还没有准备好取代人类，但它们为宇航员在维护和执行危险任务时提供了出色的支持。在远程操作系统的控制下，机器人系统可以取代大部分的车辆外活动(EVA)。针对这些问题，DEXHAND被开发出来。它被设计用来使用和操纵大多数宇航员的eva工具。Hand II设计的经验和肌腱驱动的Hand- arm - system Hand与rokvis的传统搭配，形成了DEXHAND设计。DEXHAND正在进行的研究是空间合格手设计和软件设计。

                        • Hand-Arm-System之手

                        • 与其他机器人的手相比，这只手没有传感器和动作装置。演员和传感器位于手臂系统的前臂。这使得我们可以造出人手大小和灵巧程度相当的手。每个关节都像人类一样由两个马达驱动。手可以通过与肌腱耦合的非线性弹簧机构同时控制其位置和被动关节刚度。从齿轮和输出的解耦使它非常健壮的打击，并允许系统在低控制器频率下稳定运行。该系统用于比较不同的肌腱联轴器和自由度。此外，还探讨了组合变刚度的动态抓取。

                      • 手臂系统

                            • 手臂系统

                            • 随着机器人系统和应用变得越来越复杂，对机器人造成昂贵损害的危险日益分散开发人员的注意力，使他们无法开发甚至完全不同的运动控制和规划策略的重要工作。此外，目前的机器人系统的动态特性还不足以完成诸如投掷或奔跑等人类任务。典型的执行器不能在峰值负载时提供所需的功率，否则会变得过于笨重。因此，我们确信，只有在未来的机器人系统达到以下条件时，太空和服务机器人才有可能取得重大进展:
                              • 健壮地应对“日常”影响
                              • 能在短时间内储存能量

                              机电一体化
                              DLR手臂系统是DLR使用可变刚度执行器(VSA)开发的拟人化机器人。它的目的是在大小、重量和性能上接近人类原型。开发的重点是鲁棒性、高动态和灵活性。

                              控制
                              DLR手臂系统是一种研究变刚度机器人控制方法的科学平台。控制器设计的重点包括主动振动阻尼、刚度控制、最优和循环运动控制。研究了机械臂和机械手的分析和控制。

                        • 医疗机器人技术

                        • 在过去的几十年里，机器人技术和机电一体化技术已经在许多医疗领域得到了应用。特别是在外科手术中，机器人系统显示出了巨大的应用潜力。因此，医疗机器人的目标不是用机器人取代外科医生，而是为外科医生提供新的治疗方案，使病人受益。虽然这项技术仍处于早期阶段，但它将极大地改变未来的外科手术。

                          15年来，机器人和机电一体化研究所通过各种研究活动为这一进程做出了贡献。成功完成的项目包括机器人辅助内窥镜引导的实施(1996 - 2008)，心室辅助装置(VAD) DLR心脏的开发(2002 - 2004)，这是由DUALIS MedTech GmbH授权的，以及与Brainlab AG合作的多功能手术机器人DLR KineMedic的开发(2002 - 2007)。

                            • 微创手术中的遥控操作

                            • 传统的微创手术(MIS)是通过在患者皮肤上的小切口进行的，保存健康组织。外科医生使用细长的器械，并与手术区分开。这种安排挑战了外科医生的技能，因为失去了手眼协调，失去了与手术区域的直接手动接触。因此，许多复杂的手术仍然不能以微创的方式进行。为了克服传统MIS的缺点，远程呈现和远程操作技术发挥了重要作用:在微创机器人手术(MIRS)的情况下，仪器不再直接操作。相反，它们是由专门的机械臂握住的，由舒服地坐在主控台上的外科医生远程指挥。通过3D内窥镜、力反馈和恢复手眼协调，外科医生实际上重新获得了对手术野的直接访问。

                            • MIRO -外科应用的多功能机械臂

                            • DLR MIRO是继运动学之后的第二代多功能手术机器人手臂，由机器人和机电一体化研究所开发。MIRO机器人的重量只有10公斤，尺寸与人的手臂相似，可以直接在空间狭窄的手术台上协助外科医生。该机器人臂的应用范围从骨科中引导激光装置精确分离骨组织到为骨螺钉设置孔，机器人辅助内窥镜引导和微创手术。

                              外科机器人系统可以分为两大类:专门系统和通用系统。专科系统要么专注于专门的外科技术，要么专注于特定医学疾病的治疗。相比之下，DLR MIRO及其前身KineMedic的设计方法旨在设计一个紧凑、轻薄的机器人手臂，作为现有和未来各种医疗机器人程序的多功能核心组件。

                              通过在机器人控制中添加专门的仪器和修改应用工作流程，MIRO机器人可以适应许多不同的外科手术。这种多功能性是通过机械臂本身的设计和机器人控制体系结构的灵活性实现的。

                            • 用于微创手术的云母驱动和传感仪器

                            • DLR MICA是由机器人和机电一体化研究所开发的第二代多功能微创手术仪器。该介入仪器连接到MIRO臂进行微创手术。MICA是一个3自由度(DoFs)机器人，在microsurge场景中，它与7自由度的机器人MIRO结合在一起。因此，MICA将关节8、9和10添加到远程操作器。它由驱动单元、工具接口和任务专用工具及其轴和末端执行器组成。

                              针对不同手术应用的各种工具可以与MICA驱动单元一起使用，在自由度的数量、末端执行器的功能和运动范围方面有所不同。通过驱动单元和工具之间的工具接口传递的3个直线运动提供了工具的推进力。工具接口为工具提供了合适的推进缩放，并与工具内的任何传感器(如DLR力/扭矩传感器)进行了标准化的数字通信。在目前的配置中，该工具由2自由度的手腕、夹持器和7自由度的力/扭矩传感器组成，可从操作现场提供灵活的操作和触觉反馈。然而，在微创手术中，工具的范围从剪刀上的夹子到针夹。

                            • 手术机器人的排水

                            • 在水射流手术中，一种薄而高压的水射流被用来制备软组织。1982年，Papachristou和Bartes在《英国外科杂志》上首次提出了这种方法，称为“用水射流切除肝脏”。

                              介绍了水射流法的主要优点——选择性方面。软组织如薄壁组织被冲走，而神经和血管等具有较高机械阻力的结构则完好无损。这减少了手术间的失血量和实质创伤。这些影响也得到了其他各种出版物的承认。

                              该方法的另一个优点是切口边缘的细胞结构保持完整，因为没有热损伤。

                              在开放手术中，用水射流制备软组织是一个重复的过程，因为当水射流在组织上移动时，只有少数细胞层被冲走。这就要求水射流在制备过程中必须不断移动。在开放手术中，这种运动很容易完成，但在微创干预中，由于套管针的运动学限制，这种运动非常困难。

                            • 术中超声对动脉的检测

                            • 由于患者和外科医生的空间分离，微创机器人手术(MIRS)需要完全没有触觉反馈。然而，在传统的外科手术中，触诊通过轻微的脉动来检测浅表动脉是一种重要的、常用的和安全相关的程序。因此，提出了一种新的方法，专注于术中检测隐藏在覆盖组织下的动脉。目的是尽量减少皮下血管意外剥离的风险，从而减少意外的动脉出血。该系统旨在扩展现有的DLR MIRS场景，提供动觉反馈。它是基于一种新的单向超声探头。

                              对其测量数据进行处理，将预期的可触摸脉冲转换为柔软的动觉脉冲。这些都通过触觉界面呈现出来。

                          • 以人为中心的机器人

                                • 以人为中心的机器人

                                • 将机器人引入我们的日常职业和个人生活中，进行紧密的共存、互动和协作，需要以人为中心的整体设计、控制和规划概念。以人为本的机器人领域旨在开发安全、直观、动态的机器人动作和人机交互的解决方案。

                                  我们在……领域进行研究
                                  • 人机交互中的安全
                                  • 反射与交互控制
                                  • 实时运动规划
                                  • 任务与互动学习
                                  • 实时任务规划
                                  • 直观和安全的机器人编程
                                  • 人机交互

                            • 移动机器人

                            • 对其他行星的探索是移动机器人系统的一个重要领域。在地球上，移动机器人可以帮助进行搜索和救援任务，通过快速发送图像和地图来评估关键情况，而不会将人类置于危险之中。在这两个领域中，常见的是需要在未知的、粗糙的环境中移动和导航系统，而不依赖外部基础设施。在空间探索中，为了应对高通信延迟，需要一定程度的地方自治。在灾难情况下，地方自治使救援人员免受低级控制。此外，使用多个协同系统支持效率和快速响应。

                              我们正在为这些场景开发多车、漫游者和爬行器。所有系统都使用立体视觉和惯性测量单元(imu)作为传感器，创建2.5D或3D地图，并执行机载路径规划和导航。因此，我们的飞行和地面系统能够自主导航到用户定义的目标点，通过未知的，粗糙的地形，不使用GPS。

                              正在进行的工作包括多个自主机器人的合作。其目的是在异质团队(如驾驶和飞行)中补充技能，并在同质团队中增加稳健性和减少任务时间。在任何情况下，每个移动系统都能够独立完成自己的工作，而不依赖于其他系统、中央站、通信链路等。

                              对其他行星的探索是移动机器人系统的一个重要领域。在地球上，移动机器人可以帮助进行搜索和救援任务，通过快速发送图像和地图来评估关键情况，而不会将人类置于危险之中。在这两个领域中，常见的是需要在未知的、粗糙的环境中移动和导航系统，而不依赖外部基础设施。在空间探索中，为了应对高通信延迟，需要一定程度的地方自治。在灾难情况下，地方自治使救援人员免受低级控制。此外，使用多个协同系统支持效率和快速响应。

                              我们正在为这些场景开发多车、漫游者和爬行器。所有系统都使用立体视觉和惯性测量单元(imu)作为传感器，创建2.5D或3D地图，并执行机载路径规划和导航。因此，我们的飞行和地面系统能够自主导航到用户定义的目标点，通过未知的，粗糙的地形，不使用GPS。

                              正在进行的工作包括多个自主机器人的合作。其目的是在异质团队(如驾驶和飞行)中补充技能，并在同质团队中增加稳健性和减少任务时间。在任何情况下，每个移动系统都能够独立完成自己的工作，而不依赖于其他系统、中央站、通信链路等。

                                • Multicopters

                                • 流浪者

                                • 流浪者

                              • 光学传感器

                              • 传感器在机器人技术中至关重要。RMC开发的传感器是为满足复杂机器人应用日益增长的需求而定制的。不同的任务，如探索、自主3d建模或导航，都需要多功能和健壮的视觉感知。因此，开发了具有立体摄像机、激光扫描仪和激光条纹轮廓仪的多感官三维建模器(DLR 3DMo)，以及后来的新型激光扫描仪VR-SCAN。

                                传感器在机器人技术中至关重要。RMC开发的传感器是为满足复杂机器人应用日益增长的需求而定制的。不同的任务，如探索、自主3d建模或导航，都需要多功能和健壮的视觉感知。因此，开发了具有立体摄像机、激光扫描仪和激光条纹轮廓仪的多感官三维建模器(DLR 3DMo)，以及后来的新型激光扫描仪VR-SCAN。

                                  • DLR VR-SCAN

                                  • 一种用于近距离三维建模和机器人技术探索的多功能和健壮的微型激光扫描仪

                                    对环境的精确和鲁棒感知对于自主机器人系统至关重要。各种机器人任务需要多功能的感知能力。DLR VR-SCAN是一种专门设计的基于三角测量的多功能激光距离扫描仪，优化了自主三维建模和机器人探索。

                                    激光扫描仪的设计是基于一个非常小的MEMS扫描头，允许一个紧凑、轻量化和高度集成的实现，允许手眼操作。测量值的可变范围和置信度等特殊功能增加了鲁棒性和多功能性。

                                  • DLR多感官3d建模器(3DMo)

                                  • 开发了一种“多感官3D建模器”来评估不同的传感器原理和传感器融合，以生成逼真的3D模型。该建模器可以在机器人系统上手动引导或自动使用。因此，机器人应该能够通过移动装有不同传感器的末端执行器(所谓的手眼系统)来建立一个逼真的环境模型。

                                    3d- modeler由核心模块和特定于应用程序的扩展组成。核心模块，以下简称为建模器，包括两个数码相机，一个微型旋转激光扫描仪和两个线激光模块。此外，它携带一个小型嵌入式计算机提供内部计算能力，和一个图形彩色显示器。该建模器可以连接到具有各种输入按钮的手柄，或通过工业快速更换适配器连接到机器人。在侧面标记适用于光学位姿测量。

                                  • Laser-stripe分析器

                                  • 用光学三角测量的距离传感的基本原理在图中得到了说明。激光的聚焦平面照亮物体表面的条纹。摄像机(在我们的例子中没有光学滤波)记录它的反射。三维重建采用三角剖分法，将激光平面与图像帧中激光条纹投影对应的视线相交。

                                    请注意，这种操作原理与立体视觉系统非常相似。为了简化对应问题，用激光平面代替第二摄像机。通过这种方法，可以克服在高速三维建模中使用立体视觉的主要障碍——计算需求。

                                • 转入的贾斯汀

                                      • 转入的贾斯汀

                                      • 在未来，拟人机器人被设想在家庭应用和空间环境中。执行复杂操作任务的能力是一个关键问题。以移动类人机器人Rollin' Justin为研究平台，对人类环境下的自主灵巧移动操作进行了研究。

                                        该机器人的柔顺控制轻臂和两个四指手使其成为这些研究问题的理想实验平台。移动平台允许系统的远程自主操作。单独的可移动的弹簧车轮，符合Rollin' Justin的上半身在操作任务的特殊要求。运动传感传感器和立体摄像机允许三维重建机器人的环境。非结构化的、可变的和动态的环境要求机器人在没有人为干预的情况下根据给定的情况采取行动。另一方面，与人类合作有时是解决某项任务的唯一方法。

                                  • 远程监控与虚拟现实

                                        • 远程监控与虚拟现实

                                        • 如何在不危害人类的情况下修复卫星、深海矿场或核电站?通过使用遥控机器人，或遥控机器人技术。操作员可以在安全舒适的环境下指挥这样的机器人系统。机器人可以被建造得更坚固，以适应危险的环境

                                          • 对专家来说风险更小，
                                          • 大多数情况下到现场更便宜，而且
                                          • 更可靠，更精确。

                                          我们的方法的一个特点是触觉反馈，它可以让操作员精确地感受和控制远程机器人与环境之间的相互作用力，从而实现自然操作。这种反馈能够覆盖广泛的操作任务，从强大的切换杠杆到精确的旋转螺丝，甚至是处理易碎的电子部件。我们最初将在轨服务作为目标应用，但开发的技术也可以应用于各种地面应用，如维护工业工厂、石油平台或微创机器人手术。

                                    • 空间机器人

                                          • 空间机器人

                                          • 在DLR的程序结构中，空间机器人是程序主题“空间系统技术”中的一个所谓核心主题。这个核心主题基本上被细分为以下几个领域和“内部项目”:
                                            空间机器人将成为探索外层空间和运行维护空间站、卫星等平台的关键技术，节省成本，使人类摆脱危险任务。

                                            因为显然没有办法从零经验跳到一个完全可操作的、复杂的空间机器人系统，我们提出并实现了ROTEX，第一个远程控制的空间机器人。1993年4月哥伦比亚号航天飞机搭载的ROTEX系统成功地证明，对空间机器人来说重要的主要操作模式是远程编程、基于传感器的共享自主和地面联机远程操作，尽管有几秒钟的延迟。