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Für Sand gebaut

Amerikanische Forscher haben einen Roboter entwickelt, der flink wie eine Eidechse über den Wüstensand huscht. Das könnte künftigen Mars-Robotern helfen.

Reptilien als Vorbild: Mit Hilfe von sechs Beinen ist dieser Sandläufer auch auf instabilen Oberflächen gut unterwegs. Die Entwickler Daniel Goldman und Chen Li mit ihrer Ende März 2013 erschienen Entwicklung.
Reptilien als Vorbild: Mit Hilfe von sechs Beinen ist dieser Sandläufer auch auf instabilen Oberflächen gut unterwegs. Die Entwickler Daniel Goldman und Chen Li mit ihrer Ende März 2013 erschienen Entwicklung.
Georgia Tech
Abgehoben: Qrio war der erste Roboter, der rennen konnte. Seine Spitzengeschwindigkeit beträgt 13,72 Meter pro Minute, umgerechnet sind das immerhin 0,8 Kilometer in der Stunde.
Abgehoben: Qrio war der erste Roboter, der rennen konnte. Seine Spitzengeschwindigkeit beträgt 13,72 Meter pro Minute, umgerechnet sind das immerhin 0,8 Kilometer in der Stunde.
Reuters
Zukunftsmusik: Der von Toyota entwickelte Roboter wurde mit Lippen ausgestattet. Sie ermöglichen ihm das Spielen von Blasinstrumenten.
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AFP
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Daniel Goldman vom Georgia Institute of Technology in Atlanta erforscht, wie kleine Beine auf komplexem Untergrund wie Sand vorwärts kommen. «So lange die Beine konvex sind, erzeugt der Roboter einen grossen Auftrieb und einen kleinen Luftwiderstand und kann deshalb schnell laufen», erklärte er seinen jüngsten Wurf (siehe Bildstrecke).

Werde die Form der Beine verändert, zu einer konkaven Form oder zu einem ganz geraden Bein, nehme die Leistungsfähigkeit des Laufroboters ab. Goldman und Kollegen Chen Li und Tingnan Zhang erläutern im Fachjournal «Science», dass eine Bewegung über Sand und Erde, durch Matsch, Gras und andere «flüssige Untergründe» komplexer sein kann als eine Bewegung durch Luft oder Flüssigkeiten.

Vorbild Natur

Li und seine Kollegen analysierten zunächst, wie die Bewegung über körnige und instabile Oberflächen wie Sand oder Kies allgemein verläuft. Um die optimale Form der Beine und die richtige Schrittfrequenz zu ermitteln, erfassten sie Daten aus der Natur. Sie berücksichtigten bisherige Arbeiten über Insekten und Reptilien wie etwa zum Zebraschwanzleguan und nutzen Computersimulationen.

«Die Bewegung von Robotern über raue oder instabile Oberflächen ist eine ausserordentliche Herausforderung», schreibt Melany Hunt vom California Institute of Technology (Caltech, Passadena) in ihrem begleitenden «Science»-Kommentar. Die Studie liefere auch ein besseres Verständnis zum komplexen Untergrund, den Roboter bewältigen sollen.

Mobil auf dem Mars

Der neue Roboter laufe noch nicht so effizient wie Tiere, aber die Studie könne helfen, die Leistung von Rovern und Laufrobotern zu verbessern. Das käme zum Beispiel der Entwicklung von Mars-Robotern zu Gute. Bereits in der Vergangenheit optimierten Wissenschaftler technische Geräte auf Basis von Bewegungsanalysen. Erkenntnisse über die Bewegung von Tieren durch Luft und Wasser führten zu einer Verbesserung der Tragflügel von Flugzeugen oder der Leistung von Unterwasser-Robotern.

SDA/dip

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