Modulare Roboter für Missionen in unbekanntem Gelände

Während das Einsatzgebiet eines Fabrikroboters genau bekannt ist, können Forscher nicht genau prognostizieren, was auf Roboter zukommt, die auf fremden Planeten oder bei Umweltkatastrophen Dienst tun sollen. Anstatt mehrere Roboter für verschiedene Aufgabe zu entwerfen, entwickelten Mark Yim, David Duff und Ying Zhan vom Palo Alto Research Center (PARC) einen rekonfigurierbaren Roboter, der seine Form selbstständig den Gegebenheiten anpasst. Der so genannte PolyBot besteht aus simplen und kostengünstigen Modulen, die miteinander verbunden sind. Ein Modul allein ist nicht sehr leistungsfähig. Zusammengekoppelt entsteht aber ein intelligenter Alleskönner.

Polybot kann sich beispielsweise zusammenrollen und wie ein Rad fortbewegen, wie eine Schlange kriechen oder sich durch Hindernisse hindurch robben. In zerklüftetem Terrain ordnet er seine Bauteile zu einem mehrbeinigen, spinnenartigen Gerät, das Felsen einfach übersteigt. Fällt eines seiner Module aus, ersetzt der Roboter es durch ein anderes. Ein aus zehn Modulen bestehende Version des PolyBot schaffte es bereits, mit Batterien aus dem Supermarkt einen halben Kilometer in 45 Minuten zurückzulegen. Eine 32-Modul-Version kroch erfolgreich durch Maschendraht und loses Geröll.

Noch viel mehr soll die dritte Generation von PolyBot leisten, an der Yim und seine Kollegen derzeit arbeiten. Das Modell G3 wird den Forschern zufolge mehr als hundert Module besitzen und damit größer als jeder bisher bekannte modulare Roboter sein. Mit der Fähigkeit zur Selbstreparatur ausgestattet soll G3 sich bei Rettungsmissionen autonom durch Schuttberge bewegen und kleinere Gegenstände wegräumen, die seinen Weg blockieren. Eine CMOS-Kamera mit niedriger Auflösung und Tast-, Kraft- und Drehmomentsensoren sind ihm bei der Interaktion mit der Umwelt behilflich. Für G3 und weitere Nachfolgemodelle holen sich die Forscher auch Inspiration aus der Biologie: Sie wollen untersuchen, wie Selbstreparatur und komplexe Steuerung in der Natur funktioniert und in modularen Robotern nachbauen.