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Positioning mobile systems with high accuracy is a prerequisite for intelligent autonomous behavior, both in industrial environments and in field robotics. This paper describes the setup of a robotic platform and its use for the evaluation of simultaneous localization and mapping (SLAM) algorithms. A configuration using a mobile robot Husky A200, and a LiDAR (light detection and ranging) sensor was used to implement the setup. For verification of the proposed setup, different scan matching methods for odometry determination in indoor and outdoor environments are tested. An assessment of the accuracy of the baseline 3D-SLAM system and the selected evaluation system is presented by comparing different scenarios and test situations. It was shown that the hdl_graph_slam in combination with the LiDAR OS1 and the scan matching algorithms FAST_GICP and FAST_VGICP achieves good mapping results with accuracies up to 2 cm.
Knight Götz von Berlichingen (1480–1562) lost his right hand distal to the wrist due to a cannon ball splinter injury in 1504 in the Landshut War of Succession at the age of 24. Early on, Götz commissioned a gunsmith to build the first “Iron Hand,” in which the artificial thumb and two finger blocks could be moved in their basic joints by a spring mechanism and released by a push button. Some years later, probably around 1530, a second “Iron Hand” was built, in which the fingers could be moved passively in all joints. In this review, the 3D computer-aided design (CAD) reconstructions and 3D multi-material polymer replica printings of the first “Iron hand“, which were developed in the last few years at Offenburg University, are presented. Even by today’s standards, the first “Iron Hand”—as could be shown in the replicas—demonstrates sophisticated mechanics and well thought-out functionality and still offers inspiration and food for discussion when it comes to the question of an artificial prosthetic replacement for a hand. It is also outlined how some of the ideas of this mechanical passive prosthesis can be translated into a modern motorized active prosthetic hand by using simple, commercially available electronic components.
Auf Grundlage der Computer-Aided-Design (CAD)-rekonstruierten ersten „Eisernen Hand“ des Götz von Berlichingen wird ein umgebautes, controllergesteuertes sensomotorisches Fingersystem auf seine Funktionalität beim Greifen von unterschiedlichen Gegenständen beschrieben und geprüft. Die elektronischen Finger, die den „Pinzettengriff“ nachahmen und automatisch bei dem zuvor eingestellten Anpressdruck abschalten, bewiesen eine bemerkenswerte Alltagstauglichkeit. Das vorgestellte Grundkonzept könnte eine Alternative bei der Entwicklung einfacher und kostengünstiger, aber dennoch gut einsatzfähiger bionischer Hände sein und zeigt einmal mehr, wie historische Ideen in die Gegenwart transferiert werden können.
In this study, we tested the function of a replica of the over 500-year-old original of the
famous Franconian Imperial Knight Götz von Berlichingen’s first “iron hand”, which we
reconstructed by computer-aided design (CAD) and recently printed using a multi-material
3D printer. In different everyday tasks, the artificial hand prosthesis proved to be remarkably
helpful. Thus, the hand could hold a wine glass, some grapes, or a smartphone. With a
suitable pencil, even writing was possible without any problem. Although for all these
functions the healthy other hand was necessary to assist at the beginning, the artificial hand
is an astonishing mechanical aid with many possibilities. Therefore, in certain cases, the
non-invasive approach of a passive mechanical hand replacement, which is an individual,
quick and cheap solution due to modern 3D printing, may always be worth considering
also for today’s requirements.
Im Jahr 1504 verlor der deutsche Ritter Gottfried („Götz“) von Berlichingen seine
rechte Hand. Schon während seiner Genesung dachte er daran, die Hand zu ersetzen,
und beauftragte bald darauf die erste Handprothese, die sogenannte „Eiserne Hand“.
Jahre später wurde die aufwändigere zweite „Eiserne Hand“ gebaut. Wir haben die erste
Prothese auf der Basis früherer Literaturdaten von
Quasigroch (1982) mit Hilfe von 3-D
Computer-Aided Design (CAD) rekonstruiert. Dazu mussten einige Abmessungen angepasst
und ein paar Annahmen für das CAD-Modell gemacht werden. Die historische passive
Prothese des Götz von Berlichingen ist für die moderne Neuroprothetik interessant, da sie
eine Alternative zu komplexen invasiven Brain-Machine-Interface-Konzepten darstellen
könnte, wo diese Konzepte nicht notwendig, möglich oder vom Patienten gewünscht sind.