Laufen Auf 2 Beinen; Zweibeinige Läufer; Modell Jim - fischertechnik BIONIC ROBOTS Begleitheft

Bei diesem Programm benutzen wir die 0-1 Flanke der Taster für die Syn-
chronisierung. In dem Moment, wenn die Taster gedrückt sind, haben die
Kurbeln aller 4 Beine die richtige Stellung zueinander. Das Projekt nennen
wir JOE.MDL.
Du siehst, dass sich Joe weitaus schwerfälliger bewegt als Mike und Jack.
Durch die notwendige Gewichtsverlagerung schwankt der Körper ziemlich
stark und der Laufstil ist bei weitem nicht so elegant wie bei den Sechs-
beinern.
Falls du noch Lust hast, diesem Modell das Kurvenlaufen beizubringen,
versuche einfach, ob du es schaffst. Viel Glück dabei.
5. Laufen auf zwei Beinen
5.1 Zweibeinige Läufer
Das Laufen auf zwei Beinen ist nicht in der Gattung der Säugetiere ent-
standen, sondern wird auch von einigen Reptilienarten praktiziert. Warane,
Leguane, Agamen und Rennechsen benutzen auf der Flucht nur ihre Hinter-
beine. So erreichen sie sehr große Schrittweiten und werden dadurch un-
heimlich schnell. Sie benötigen dazu kräftige Hinterbeine, einen langen
Balancierschwanz und ebenes Gelände.
Vögel gehören ebenfalls zu den Zweibeinern. Zu den schnellsten Laufvögeln
gehört der Strauß. Er erzielt Dauergeschwindigkeiten von bis zu 60 km/h.
Den perfektesten Zweibeiner stellt der Mensch dar. Der völlig aufrechte Gang
verlangt die Streckung des Hüftgelenks. Diese wird durch den großen Gesäß-
muskel gewährleistet. Außerdem können die Beine im Kniegelenk „einge-
rastet" werden und so in einer energiearmen Haltung fixiert werden.
Die Fortbewegung auf zwei Beinen stellt die schwierigste aller Gangarten
dar, denn sie erfordert neben den beschriebenen anatomischen Voraussetzun-
gen einen ausgeprägten Gleichgeweichtssinn. Uns Menschen erscheint das
Gehen auf zwei Beinen selbstverständlich und einfach. Doch wenn wir uns
vor Augen führen, dass beim Abheben eines Beines der ganze Körper nur
auf einem Bein ruht und so ausbalanciert werden muss, erkennen wir, dass
gerade das Halten des Gleichgewichts diese Fortbewegungsart so kompliziert
gestaltet. Selbst ein neugeborener Mensch ist nicht sofort in der Lage auf
zwei Beinen zu gehen. Er krabbelt zuerst „auf allen Vieren", bevor er sich
aufrichtet und „Laufen lernt".
An der Waseda-Universität in Tokio wurden bereits zweibeinige Roboter
entwickelt, die sich mit Hilfe zahlreicher Gelenke, verschiedenster Sensoren,
Kameras und leistungsfähiger Mikroprozessoren bewegen und durch
Gewichtsverlagerung das Gleichgewicht halten.
Für unseren Baukasten Bionic Robots jedoch wäre das zu aufwendig und zu
kompliziert. Wir haben gesehen, dass wir bereits beim Laufen auf vier
Beinen mit einem fischertechnik-Modell langsam an unsere Grenzen stoßen.

5.2 Modell Jim

Damit wir dieses Kapitel aber nicht nur theoretisch betrachten, haben wir
uns zum Schluss noch erlaubt, wenigstens einen zweibeinigen Skifahrer, wir
nennen ihn Jim, zu konstruieren. Er hat zwar wenig mit einem zweibeinigen
Läufer zu tun, ist aber unheimlich nett und gibt sein
Bestes, um irgendwie vorwärts zu kommen. Du solltest
dir diesen Spaß nicht entgehen lassen. Das Modell findest
du in der Bauanleitung auf S. 27.
Als Programm kannst du einfach das Projekt
JOE.MDL verwenden. Du musst nicht einmal
was daran verändern. Jim funktioniert eben-
falls damit und stochert langsam nach vorne.
Eine Aufgabe wollen wir dir nun aber doch
noch stellen:
Aufgabe 1:
Programmiere Jim so, dass er
ca. 50 cm vorwärts läuft, sich
dann nach rechts um 180° dreht, die
gleiche Strecke zurück läuft (vorwärts), sich dann
180° nach links dreht, wieder die gleiche Strecke läuft
usw. Verwende für die Anzahl der Schritte geradeaus den Terminal-
parameter EA, für die Anzahl der Schritte links EB und für rechts EC.
Verwende wieder E8 als Reset-Taster.
Tipps:
Speichere das Projekt JOE.MDL unter JIM.MDL ab. Mache darin aus
dem Hauptprogramm ein Unterprogramm „Geradeaus" (Bausteine
markieren und ausschneiden, über BEARBEITEN – UNTERPROGRAMM
neues Unterprogramm erstellen, Bausteine einfügen, SUBIN und
SUBOUT ergänzen, siehe auch LLWin-Handbuch).
Erstelle aus diesem Unterprogramm mit dem Befehl UNTERPRO-
GRAMM – KOPIEREN die benötigten Unterprogramme LINKS und
RECHTS. Ändere darin die Motordrehrichtung und Abfrage der
Motordrehrichtungen entsprechend ab und verwende für jedes
Unterprogramm eine andere Steuervariable für Motor M2.
Danach programmierst du das Hauptprogramm ähnlich wie bei
MIKE_TANZ.MDL. Nur dass du für die Anzahl der Schritte die
einstellbaren Terminalparameter EA-EC verwendest. Wie viele
Schritte Jim benötigt um sich um 180° zu drehen bzw. einen
halben Meter vorwärts zu kommen, musst du ausprobieren.
Lösung:
Nachfolgend bilden wir das Hauptprogramm ab. Die Unterprogramme
kannst du dir falls nötig wieder direkt am Bildschirm ansehen. Auch
bei uns heißt das Projekt JIM.MDL.
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