Video der Woche: Ranken-Robo aus Luft, Plastik und Elektronik

Auf den ersten Blick sieht der Hauptdarsteller im Video sehr unscheinbar und einfach aus: eine aufgeblasene Plastikröhre, die sich bewegt. Allerdings versteckt sich dahinter mehr als nur Luft und ein bisschen Plastik. Stattet man dieses Plastikungetüm mit entsprechender Sensorik, winzigen Sensoren und einer künstlichen Intelligenz aus, wird daraus ein äußerst robuster und flexibler Roboter.

Solche Roboter kommen aus dem Bereich der Soft Robotics, der sich auf die Entwicklung von Robotern konzentriert, die aus flexiblen, nachgiebigen Materialien bestehen. Diese Roboter imitieren die biologische Struktur von Lebewesen wie Tintenfischen und Würmern, wodurch sie sich sicher und effizient in komplexen, unstrukturierten Umgebungen bewegen können. Der Vorteil von Soft Robotics liegt in ihrer Flexibilität und Sicherheit bei der Interaktion mit Menschen, was sie ideal für Anwendungen in der Medizin, Such- und Rettungseinsätzen sowie der Handhabung empfindlicher Objekte macht.

Video der Woche vom 22.11.2023: Roboter mit Gedanken steuern

Zugegeben, die Idee ist nicht neu. Schon früher haben Forschergruppen daran gearbeitet, Roboter mit Gedanken zu steuern. In der neusten Iteration ist es Forschern der Stanford University gelungen, eine Schnittstelle zu entwickeln, die Elektroenzephalographie (EEG) zur Kommunikation mit Robotern nutzt, um alltägliche Haushaltsaufgaben ausführen zu können. Das "Neural Signal Operated Intelligent Robot" (NOIR)-System besteht aus einer modularen Pipeline, die Gehirnsignale in Befehle umwandelt und einem Roboter, der über ein Repertoire an Grundfertigkeiten verfügt. Das System zeichnet sich durch seine Lernfähigkeit aus: Es passt sich an individuelle Nutzer an und kann deren Absichten vorhersagen, was den Aufwand für die Signalerkennung reduziert.

Die Forscher demonstrierten die Leistungsfähigkeit des Systems anhand von Tests mit 20 verschiedenen Alltagsaufgaben - von der Zubereitung von Mahlzeiten bis zum Putzen. Das NOIR-System erreichte dabei eine hohe Genauigkeit in der Aufgabenerfüllung und konnte durch seine lernbasierten Algorithmen die Dekodierzeit um 60 Prozent und die Cursorbewegung um 41 Prozent reduzieren.

Besonders hervorzuheben ist die Sicherheit des Systems. Ein spezielles EEG-gesteuertes Sicherheitssystem erlaubt es, Roboteraktionen durch Muskelspannungssignale zu bestätigen oder zu unterbrechen. Obwohl das System derzeit noch eine Reaktionszeit von 500 ms hat, könnte dieses Problem mit mehr Trainingsdaten und kürzeren Dekodierungsfenstern gelöst werden. Das Potenzial von NOIR erstreckt sich auch auf Anwendungen für Menschen mit Behinderungen und bietet eine neue Möglichkeit, den Alltag autonom zu gestalten. Auch wenn das System noch vor Herausforderungen wie der Anpassung an unterschiedliche Umgebungen und der weiteren Entwicklung eines umfassenden Skillsets steht, sind die Forschungsergebnisse ein vielversprechender Schritt in eine Zukunft, in der die Interaktion zwischen Mensch und Maschine auf ein neues Niveau gehoben wird.

Vorwärts oder rückwärts? Dem Supersportwagen Nevera von Rimac ist das fast schon egal. Anders als ein Auto mit Verbrennungsmotor oder sogar einige Elektroautos hat der Antriebsstrang des Nevera kein Getriebe - die vier einzelnen Motoren laufen entweder vorwärts oder rückwärts. Das bedeutet, dass derselbe Antriebsstrang, der in der Lage ist, in 3,21 Sekunden von 0 auf 100 mph oder in knapp 11 Sekunden von 0 auf 200 mph zu beschleunigen, auch beim Rückwärtsfahren eine ähnliche weltbewegende Leistung erbringen könnte.

Um das umzusetzen, kehrte der Nevera an den Ort zurück, an dem er Anfang des Jahres an einem einzigen Tag mehr als 20 Beschleunigungs- und Bremsrekorde gebrochen hatte, sowie an den Ort, an dem er seinen Rekord für die Höchstgeschwindigkeit von 412 km/h aufgestellt hatte. Auf der Teststrecke in Papenburg angekommen legte Rimac-Test-Fahrer Goran Drndak den Rückwärtsgang ein und drückte das Pedal durch: Der Nevera erreichte mit seinen 1914 PS eine Höchstgeschwindigkeit von 275,74 km/h (171,34 mph) im Rückwärtsgang. Ziemlich beeindruckend den Wagen bei der Geschwindigkeit gerade und auf der Strecke zu halten!

Video der Woche vom 8.11.2023: Do-It-Yourself – der hydraulisch angetriebenen Roboterarm aus Pappe

Zugegeben, das Video ist mit seinem Alter von sechs Jahren nicht mehr ganz taufrisch. Aber da es mir in den letzten Wochen und Monaten – vor allem über LinkedIn – immer wieder über den Weg gelaufen ist, habe ich mich jetzt doch dazu entschlossen, es in unser Video der Woche aufzunehmen.

Mit spielerischem Geschick zeigt es, wie sich mit Hirnschmalz und einfachen Komponenten ein Roboterarm nachahmen lässt. Für mich wäre das ein ideales Projekt an Schulen, um Kinder an die Robotik heranzuführen. Vielleicht liest das hier ein Lehrer und lässt uns an seinen (zukünftigen) Erfahrungen zu diesem Experiment teilhaben. Viel Spaß mit dem Video!

Video der Woche vom 1.11.2023: Warum Sie Kondensatoren entladen sollten

Bevor Sie Tests an Schaltkreisen durchführen wollen, sind einige Regeln zu beachten. Eine davon: Entlade deinen Kondensator! Was sonst passieren kann, erlebt ElectroBOOM (im echten Leben heißt er übrigens Mehdi Sadaghdar) schmerzhaft am eigenen Leib. Möglicherweise ist das alles nur (gut) gefakt, aber die Nachahmung wird nicht empfohlen! Übrigens: Falls Sie sich schon immer gefragt haben, wie Entwickler den richtigen Kondensator auswählen, hier ist der entsprechende Beitrag dazu.

Ende September 2023 eröffnete die Sphere in Las Vegas mit einem Paukenschlag: Die Band U2 gab ein Eröffnungskonzert, das zugleich den Start für ihre Residency bildete. Mit einer Höhe von 111 Metern und einer Breite von 157 Metern ist die Sphere die größte sphärische Struktur weltweit. Im Inneren befindet sich ein Event-Raum für 20.000 Gäste mit einer seitlich positionierten Bühne, einer Eingangshalle, Garderoben und Restaurants.

Die Außenfassade der Sphere ist mit 1,2 Millionen LED-Einheiten bedeckt, wobei jede Einheit 48 LED-Dioden hat. Die LED-Außenfassade umfasst 53.880 Quadratmeter, während die innere LED-Fläche über 14.860 Quadratmeter groß ist und eine Auflösung von 16K verfügt. 167.000 Lautsprecher sorgen für den richtigen Sound. In der riesigen Kugel steckt aber noch viel mehr, zu den Details!

Mehr Details im Video!

Video der Woche vom 18.10.2023: Die Reise der Elektronikfertigung

Das Thema Elektronikfertigung ist natürlich viel zu komplex, um es in ein Video von nur knapp 14 Minuten zu packen. Was das Video aber leistet ist ein Überblick der verschiedenen Stationen und Maschinen, die in diesem Fall eine Leiterplatte durchläuft, von der Lasergravur über die Bestückung und das manuelle Löten, bis zu diversen Qualitätskontrollen und die Roboter-unterstütze Montage beziehungsweise Verpackung.

Video der Woche vom 11.10.2023: Die vielleicht wichtigste Maschine der Welt

NXE:3400 ist die Bezeichnung der derzeit vielleicht wichtigsten Maschine der Welt. Dahinter steckt der EUV-Belichter (extreme ultra violet) von ASML, der in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird und gerade bei kleinen Strukturknoten essenziell ist. Die Maschine setzt extrem kurze Wellen von EUV-Licht ein, um äußerst präzise Muster auf Halbleiter-Wafer. Nur so sind derzeit Strukturgrößen im unteren Nanometer-Bereich möglich.

Der NXE:3400 wird nur rund 40-mal im Jahr verkauft, aber mit einem Preis von 200 Millionen ist er auch nicht ganz günstig und nur die großen Halbleiterhersteller können solche Investitionen stemmen. Aber der EUV-Belichter ASML ist mehr als eine Maschine: er ist auch Politikum und eine clevere Business-Entscheidung. Die Details hat Youtuber Breaking Lab.

Video der Woche vom 4.10.2023: Viva la Electronica!

Zugegeben, das Video ist nicht mehr taufrisch – aber die Botschaft aktueller denn je: Der Fachkräftemangel ist ein großes Problem deutscher Unternehmen, wobei die Elektrotechnik besonders mit Nachwuchsmangel zu kämpfen hat. Vor diesem Hintergrund haben sich die PartyProfs schon vor Jahren entschieden, das angestaubte Image des Studienfachs aufzupolieren. Neben ihrem Circuit Song und dem 5G-Song haben sie mit Unterstützung zahlreicher Studierender, Forschender und Professoren von mehr als 17 Universitäten aus neun Ländern ihr Video „Viva la Electronica“ veröffentlicht. Die Botschaft: Fortschrittliche Elektrotechnik ermöglicht eine technologische Weltrevolution. Im Video begeben sie sich auf eine Reise zu karibischen Stränden, den Sehenswürdigkeiten Cartagenas in Kolumbien sowie High-Tech-Laboren in Deutschland.

Video der Woche vom 20.9.2023: Robotik mal anders – Spot trifft auf die Rolling Stones

Mick Jagger war (und ist es vermutlich immer noch) bekannt für seine extravaganten Moves und sein charismatisches Auftreten auf der Bühne – mehr als 60 Jahre im Showbusiness sprechen für sich. Boston Dynamics hat sich dennoch an die Moves der Rolling Stones gewagt und seine Spot-Laufroboter programmiert, wie Jagger & Co. zu tanzen. Herausgekommen ist ein überraschend unterhaltsames und witziges Video zum Rolling-Stone-Hit „Spot Me Up“. Auch wenn es manchmal nicht einfach ist die Augen von den Rolling Stones zu lassen, schlägt sich Spot hinsichtlich der Moves sehr gut. Charisma fehlt noch, aber was noch nicht ist, kann ja noch kommen.

Eigentlich wird Spot, ein vierbeiniger Roboter, als autonom agierendes, geländegängiges Robotersystem verwendet, das sich für eine Vielzahl von Aufgaben einsetzen lässt. Dazu zählen etwa Inspektion und Überwachung von Anlagen und Infrastrukturen, Lieferung von Waren und Dienstleistungen, Unterstützung von Rettungs- und Hilfseinsätzen.

Spot ist mit einer Reihe von Sensoren und Kameras ausgestattet, darunter eine hochauflösende Kamera, ein Laserscanner und ein Infrarotsensor. Diese Sensoren ermöglichen es Spot, seine Umgebung zu erfassen und sich sicher zu bewegen. Spot ist auch mit einem Greifarm ausgestattet, mit dem er Gegenstände greifen und bewegen kann.

Wer auch so ein Video nachstellen oder andere Sachen mit Spot anstellen will, muss leider etwas tiefer in die Taschen greifen: Ein Spot kostet über 70.000 US-Dollar.

Video der Woche vom 20.9.2023: E-Mobilität mal anders – Mit fast 150 km/h auf dem Bobby Car über den Hockenheimring

Das hätte auch gut in unsere Zahl der Woche gepasst: Mit nahezu 150 km/h hat Marcel Paul im August 2023 auf dem Hockenheimring einen ersten Geschwindigkeitsrekord mit einem modifizierten Bobby-Car mit Elektroantrieb aufgestellt. Das gelang ihm gleich beim ersten Versuch. „Das ist einfach der Hammer, wie in Zurück in die Zukunft“, freut sich der 31-Jährige Elektrotechnik-Student. Schließlich war es sein Ziel, die 88 mph (141,62 km/h) zu überbieten, die der DeLorean aus dem Kultfilm für die Zeitreise benötigt.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit von 148,454 km/h, gemessen auf einer Messstrecke von 100 m, wurde von Laura Kuchenbecker, der Rekordrichterin des Rekord-Instituts für Deutschland, offiziell anerkannt. Damit hofft der Rennfahrer nun zusätzlich auf einen Eintrag ins Guinness Buch der Rekorde. Der bisherige Rekord in der Kategorie "Fastest ride-on toy car (modified)" liegt bei 64,37 km/h.

Dieses zugegeben extreme Beispiel zeigt, wie sehr (angehende) Elektroingenieure die Welt von Morgen – dank ihres Studiums gestalten – können.