Entwicklung und Programmierung einer Robot Remote Control in LabVIEW: Anwendungen in der Nanostrukturierung

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Bachelorarbeit aus dem Jahr 2012 im Fachbereich Physik - Mechanik, Note: 1, 3, Universität Regensburg (Naturwissenschaftliche Fakultät II, Physik und Fakultät für Technologie), Veranstaltung: Nanoscience, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Robotik befindet sich seit vielen Dekaden in einem Aufwärtstrend. Anfänglich vorwiegend in Science-Fiction-Filmen, wird die Anwesenheit von Automatisierungstechnik und technischen Helfern aller Art zunehmend realer, sie begleitet uns bereits in der industriellen Fertigung, in der Unterhaltungstechnik und immer öfter auch in Küchengeräten, Smartphones und anderen Utensilien des täglichen Lebens. In Fahrzeugen haben dabei die Systeme im Gegensatz zu vielen anderen, oft der Unterhaltung gewidmeten Bereichen, die Aufgabe, den Fahrer nicht nur mehr Komfort, sondern auch mehr Sicherheit zu bieten. Dabei kommen Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz, welche in erster Linie Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen, aber auch seitlich oder hinter dem Fahrzeug überwachen, das Einparken vereinfachen oder sogar selbst durchführen. Dafür befinden sich in heutigen Fahrzeugen eine große Bandbreite von Mikrocontrollern und Prozessoren, welche die Sensoren überwachen, Aktoren schalten und miteinander kommunizieren oder dem Fahrer wichtige Informationen gegliedert und übersichtlich darstellen. Doch in der Robotik wird auch in ein anderes Gebiet immer weiter vorgestoßen: in den Bereich von Atomen und Molekülen. Die Robotik wächst gewissermaßen in immer kleinere Bereiche, wobei hier die Fertigung von Nanostrukturen im Vordergrund steht. In der vorliegenden Arbeit wird ein kommerzielles Robotersystem, bestehend aus drei Modulen mit je einem eigenen Mikrocontroller der Atmel-Familie vorgestellt. Dieses System wird durch einige Komponenten - Sensoren und Aktoren - erweitert und mittels Bluetooth von einem PC (Personal Computer) überwacht. Das hierfür verwendete Programm wird in LabView erstellt und übernimmt die Aufgaben der Visualisierung aller Sensordaten, ermöglicht die Fernsteuerung des Roboters durch den Benutzer, sowie die Durchführung und Koordination automatisierter Routinen. Des Weiteren wird eine dieser Routinen, welche eine Bildverarbeitung beinhaltet, auf ein Gebiet der Nanostrukturierung angewandt: Es sollen mittels Rastertunnelmikroskopie Kohlenstoffmonoxydmoleküle (CO-Moleküle) auf einer Kupferoberfläche automatisiert gefunden und deren Positionen ausgegeben werden. Die weiterführende Idee dabei ist, dass diese Moleküle einmal aufgenommen und zu ganzen Schaltungen und Gattern zusammengefügt werden können. Damit beginnt der Schritt von der Automatisierungstechnik eines Roboters zur automatisierten Strukturierung in der Nanometerskala.