Mini-Roboter denkt Fortbewegung komplett neu
"SQuad" profitiert massiv von flexiblen Materialien, die für höchste Bewegungsfreiheit sorgen
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"SQuad" beim Überwinden eines hohen Hindernisses (Foto: Kalin et al) |
Ankara (pte028/27.04.2020/13:30) "SQuad" heißt ein neuer geländegängiger Roboter auf vier hakenartigen Beinen von Forschern der Bilkent University http://w3.bilkent.edu.tr . Er besteht aus flexiblem Strukturmaterial, sodass selbst hohe Hindernisse in freier Wildbahn kein Problem sind. "Obwohl es bei Mini-Robotern große Fortschritte gegeben hat - sie sind immer billiger geworden, benötigen weniger Material und können auf engstem Raum manövrieren - ist einer ihrer Hauptnachteile die mangelnde Fähigkeit, sich auf unebenem Terrain fortzubewegen", so Entwickler Onur Özcan.
Wie Mäuse und Insekten
Mini-Roboter neigen dazu, in unwegsamem Gelände steckenzubleiben, weil sie so flach sind und vor höheren Hindernissen kapitulieren müssen. Özcan habe sich daher für eine Fortbewegungstechnik entschieden, die Insekten und Mäuse verwenden. Er verpasste seinem Roboter Beine, die je von einem Gleichstrommotor in Rotation versetzt werden. Als Material wählte er Polydimethylsiloxane, eine gummiartige chemische Verbindung auf der Basis von Silizium.
Die meisten Mini-Roboter aus flexiblem Material bewegen sich mithilfe pneumatischer Aktoren fort. Diese benötigen ein Aggregat, das Druckluft herstellt. Das macht sie bisweilen sperrig und unbeweglich. "Wir haben uns für Flexibilität in Kombination mit Elektromotoren entschieden", sagt Özcan. Das habe die Miniaturisierung des Roboters ermöglicht und ihm hohe Bewegungsfreiheit gegeben.
Flexibilität statt Starrheit
Özcan und sein Team haben einen zweiten Roboter gefertigt, der dem ersten wie ein Ei dem anderen gleicht, jedoch aus starrem Material ist. Beide traten bei einem Hindernislauf gegeneinander an. Es zeigte sich, dass das Gerät aus flexiblem Material Hindernisse deutlich besser überwinden konnte als der starre Mini-Roboter. SQuad meistert Hindernisse, die 1,44 Mal so hoch sind wie er selbst, problemlos. Sein starrer Konkurrent musste dagegen vor Hindernissen kapitulieren, die 0,88 Mal so hoch waren wie er selbst.
"Die Unterschiede beruhen darauf, dass sich der flexible Roboter an die Oberflächen anpassen kann", verdeutlicht Özcan. Er könne, ausgestattet mit einer Kamera, zu Inspektionen in unzugänglichen Bereichen eingesetzt werden oder, zusätzlich mit einem Mikrofon versehen, Verschüttete in eingestürzten Gebäuden suchen.
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