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Ein Datenhelm entführt Augen und Ohren in eine künstliche, virtuelle Welt. Die Hand, umspannt von einem Datenhandschuh, tastet in Armlänge über den Tisch der Bodenstation, aber sie greift - als Greifarm des Roboters ESRA - hoch über der Erde im japanischen Satelliten ETS-VII zu. Die Ingenieure und Wissenschaftler des Instituts für Roboterforschung an der Universität Dortmund wollen in den nächsten Tagen beweisen, daß am Himmel real ausgeführt werden kann, was Kopf und Hand am Boden steuern.
Schon im Jahr 1996 unterzeichneten die Japanische Weltraumbehörde NASDA und die Deutsche Raumfahrtagentur ein Kooperationsübereinkommen (Memorandum of Understanding - MOU) für den Bereich der Weltraumrobotik. Wesentliche Teile des Übereinkommens betrafen den japanischen Satelliten ETS-VII (Engineering Test Satellite VII), der von der NASDA entwickelt wurde, um Rendezvous & Docking (RVD) sowie Weltraumrobotik-Experimente durchzuführen.
Die NASDA und die Deutsche Weltraumagentur entwickelten ein gemeinsames Projekt mit dem Namen GETEX (German ETS-VII Experiment), in dem vereinbart wurde, daß die deutsche Seite eine leistungsfähige Bodenstation für die Kommandierung und Überwachung des Roboters liefert. Diese Bodenstation kombiniert fortschrittliche Steuerungskonzepte mit modernsten Methoden der Virtuellen Realität, um eine intuitiv bedienbare Kommandostation für den Roboterarm ERA an Bord des ETS-VII zu erhalten.
Das Projekt GETEX wird in Kooperation zwischen der Japanischen Weltraumbehörde NASDA, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Institut für Roboterforschung (IRF) der Universität Dortmund bearbeitet.
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Mensch und Maschine: Hand in Hand
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Das IRF implementierte für GETEX eine "Mensch-Maschine Schnittstelle" mit Methoden der Projektiven Virtuellen Realität und realisierte damit eine neue Generation von Bedienoberflächen für Roboter. Die Grundidee der Virtuellen Realität ist die Erzeugung künstlicher, per Computer generierter, 3-dimensionaler Welten, die nicht nur passiv betrachtet werden können, sondern mit denen man auch interagieren kann. Als High-End Interaktionsmedien kommen in GETEX ein Datenhelm und Datenhandschuh zum Einsatz; eine sog. Desktop-Variante mit Shutterbrillen und Space Mouse kann bei Bedarf eingesetzt werden.
Projektive Virtuelle Realität bedeutet dann, daß der Benutzer in der virtuellen Welt mit Hilfe seines Datenhandschuhs Aufgaben ausführen kann, die mit Hilfe neuester Steuerungstechnologie des IRF, einem sog. Handlungsplanungssystem, automatisch auf den Roboter "projiziert" werden. Zum ersten Mal in der Robotik muß nun der Bediener kein Roboterexperte mehr sein, um Experimente auszuführen, denn die Methoden der Projektiven Virtuellen Realität leiten aus den Aktionen des Bedieners in der virtuellen Welt automatisch Aufgaben und Programme für den Roboter oder andere Automatisierungskomponenten in der realen Welt ab.
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Schlüsseltechnologie
für modernes Bedienkonzept
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Während der GETEX-Mission kann der Bediener nun Objekte in der virtuellen Welt in derselben Art und Weise handhaben wie in der realen Welt. Er kann z.B. einen Schieber auf dem GETEX-Taskboard bewegen, Kabel manipulieren und Strukturen zusammenstecken. Moderne Steuerungstechnologie, entwickelt am IRF, stellt dann sicher, daß der Roboter ERA an Bord der ETS-VII dieselbe Aufgabe sicher und effizient ausführt. Diese Betriebsart ist ideal für einen Experimentator, weil sich dieser voll auf sein Experiment konzentrieren kann, während seine Aktionen automatisch in äquivalente Roboteraktionen umgesetzt werden.
Neben dem Virtual Reality System COSIMIR/VR, das auf dem bekannten Robotersimulations-system COSIMIR des IRF basiert, gehören die IRF-Komponenten "Automatische Handlungsplanung", "Automatische Kollisionsvermeidung" und "Umweltmodellierung" zu den Schlüsseltechnologien für dieses moderne Bedienkonzept.
Alle Komponenten, die das IRF zum GETEX-Projekt beiträgt, wurden nicht ausschließlich für Weltraumanwendungen entwickelt. Die Komponenten werden auch für verschiedene terrestrische Anwendungen eingesetzt, die modernste Möglichkeiten zur Kommandierung und Überwachung erfordern.
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Vorläufiger Zeitplan für die GETEX -Mission
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13. April 1999
Ankunft des 1. IRF-Teams am japanischen Weltraum-Zentrum in Tsukuba
13.-17 April 1999
Inbetriebnahme der Bodenstation und letzte Interface-Tests
17. April 1999
Ankunft des 2. IRF-Teams
18. April 1999
Koordination und endgültige Festlegung des Missionsablaufes
19. April 1999
1. Mission: Experimente am Taskboard und zur automatischen Kollisionsvermeidung
20. April 1999
2. Mission: Füge- und Montageexperimente
21. April 1999
3. Mission: Experimente zur Inspektion und zum Weltmodell-Update
Die Experimente beginnen jeweils in der Nacht um 3 Uhr japanischer Zeit - dies entspricht 20.00 Uhr deutscher Zeit des Vortages (Zeitdifferenz: 7 Std.).
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Internet
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· Die Experimente werden live über das INTERNET übertragen:
http://oss1.tksc.nasda.go.jp/ets-7/image/ets-vii_player_e.html
· Weitere Details und ein "Missions-Tagebuch" finden Sie im Internet unter;
http://www.irf.de/getex
http://oss1.tksc.nasda.go.jp/ets-7/image/ets-vii_player_e.html
http://www.irf.de/getex
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Mechanical engineering, Media and communication sciences
transregional, national
Organisational matters, Research results
German
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