26.07.2008 - Technik

Wie ein Roboter Treppenstufen hinaufhüpfen kann

Koreanische Tüftler haben einem kleinen rollenden Roboter das Hüpfen beigebracht: Mit Hilfe von Druckluft, zwei umfunktionierten Mineralwasserflaschen und einem Aluminiumzylinder kann sich "ScoutRobot" in die Höhe katapultieren und auf diese Weise Stufen und andere Hindernisse überwinden. Dabei sorgen ein Sensorsystem und ein Mikroprozessor dafür, dass die Sprungkraft genau auf Höhe und Abstand des Hindernisses abgestimmt ist. Da das Equipment extrem leicht ist, vermeidet ScoutRobot zudem Schäden bei einer zu harten Landung – ein Problem, mit dem viele andere springende Roboter zu kämpfen haben.

Wenn ScoutRobot auf ein Hindernis trifft, errechnet der Prozessor mit Hilfe der Daten der beiden 25-Zentimeter-Räder zuerst die aktuelle Geschwindigkeit. Dann werden der Abstand zum Hindernis und dessen Höhe bestimmt, wozu der kleine Roboter mit einem Ultraschallsensor und einer Stereokamera ausgestattet ist. Aus den gesammelten Daten leitet der Chip schließlich ab, wie kräftig der Sprung sein muss und welche Menge an Druckluft dafür benötigt wird. Diese Information wird an ein Ventil weitergegeben, das dann die komprimierte Luft aus den Tanks – den beiden Wasserflaschen – entweichen lässt und dadurch den Aluminiumstößel nach unten schießt. Das reicht aus, um ScoutRobot nach oben und nach vorne zu katapultieren.

Nach dem Landen würde der Impuls normalerweise dafür sorgen, dass der Roboter nach vorne kippt, erklären die Forscher um Dong Hwan Kim von der Technischen Nationaluniversität in Seoul. Doch auch dafür haben sie Vorkehrungen getroffen: Ein kleiner motorgetriebener Ausleger bremst die Bewegung und richtet ScoutRobot wieder auf. "Der Roboter wurde so entworfen, dass er springt, ohne seinem Körper einen ernsthaften Schaden zuzufügen, und nach dem Sprung wieder seine ursprüngliche Haltung einnimmt", erläutert Entwickler Kim. Vor allem mit ersterem hatten viele des bisherigen Konzepte Probleme: Sie nutzten zum Springen meist eine Feder, die von einem Motor zusammengedrückt wird. Dadurch waren sie meist so schwer, dass der heftige Aufprall nicht selten Kameras und andere Geräte demolierte.

Kims ScoutRobot hat auch im Vergleich zu treppensteigenden Artgenossen wie etwa dem Militärroboter PackBot die Nase vorn: Seine Hüpftaktik lässt ihn Stufen um einiges schneller überwinden, als es die aufwendigen Kettensysteme leisten können. Aktuell ist Kim dabei, andere Druckluftrobotervarianten zu entwerfen – darunter eine für einen Spielzeughersteller, die lediglich so groß wie eine Getränkedose ist und den Antrieb einer Spielzeugpistole verwendet.


New Scientist, 26. Juli, S. 26

ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel