19.02.2005 - Technik
Neue Laufmaschinen mit unterschiedlichen Konzepten nutzen Schwerkraft zum eleganten Fortkommen
Die Bewegungen von Robotern werden immer eleganter und vielseitiger. Als Spitzenmodell gilt derzeit der tanzende "Asimo" von Honda. Doch statt mit unzähligen Motoren entwickelten nun amerikanische und niederländische Forscher ausgeklügelte Laufmaschinen, die die Vorteile des menschlichen Bewegungsapparats ausnutzen. Durch die geschickte Verwendung der Schwerkraft liegt ihr Energiebedarf um das Zehnfache unter dem High-Tech-Modell "Asimo". Die drei neuen Modelle dieser "Passiv-Dynamik-Läufer" präsentieren die Wissenschaftler im Fachblatt Science (Vol. 307, S. 1082) und auf der Jahrestagung der amerikanischen Wissenschaftsvereinigung AAAS (American Association for the Advancement of Science) in Washington.
"In naher Zukunft werden wir diese Roboter über Gebiete schreiten sehen, auf denen sie noch nie zuvor gegangen sind", sagt Russ Tedrake vom Massachusetts Institute of Technology. Sein Modell, Toddler getauft, verfügt über ein Minimum an Laufmotoren. Besonders ein Antrieb im Fußgelenk dient zur geschickten Überwindung der Schwerkraft. Über ein selbst lernendes Computerprogramm bringt sich Toddler bei, immer besser über ein Gelände zu schreiten.
Der Roboter von Entwicklern der Technischen Hochschule in Delft – Denise – schwingt gar in der Hüfte, um die natürliche Erdanzeihung für ein elegantes Fortkommen auszunutzen. Regelmäßig treibt ihn ein pneumatischer Motor in der Hüfte zu jedem weiteren Schritt an. Das Modell aus den Laboren der Cornell University verfügt dagegen wieder über einen drückenden Antrieb in den Fußgelenken. Wenn der vordere Fuß den Boden berührt, gibt die elektronische Steuerung ein Signal an den hinteren Fuß, sich elegant vom Boden abzustoßen. Ein weiterer Motor streckt das Bein wie eine Feder, so dass es fast von selbst nach vorne schwingt.
Bei all diesen neuen Laufmaschinen ist der Energiebedarf vergleichbar mit dem natürlichen Kraftverbrauch des Menschen. Gerade im Hinblick auf die beschränkte Speicherkapazität selbst modernster Batterien sehen die drei Forscherteams hierin den größten Vorteil ihrer Roboter. Die Ergebnisse ihrer Studien könnten sowohl zur weiteren Entwicklung autonom bewegter Roboter als auch zur Verbesserung von intelligenten Prothesen für Bein- oder Fußamputierte führen.
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