Wenn Sie Roboter schon öfter verfolgt haben, sind Sie zweifellos auf die Debatte zwischen Rad und Bein gestoßen. Warum sollte sich beispielsweise ein Lagerhaus für einen Digit-Roboter auf Beinen anstelle eines rollenden Locus-Systems entscheiden? Die explosionsartige Beliebtheit von Drohnen hat zu ähnlichen Debatten beim Fliegen geführt. Das jüngste Interesse an der Bestandsautomatisierung hat ähnliche Debatten zwischen UAVs und rollenden Systemen ausgelöst, wenn es um den Umgang mit hohen Regalen geht.
Roboter werden in der Regel für einen einzigen Zweck gebaut. Das bedeutet, dass sie eine Sache (hoffentlich) außergewöhnlich gut können, aber einem vorhandenen Roboter neue Tricks beizubringen ist schwierig. Software und KI können nur dann weit kommen, wenn eine Hardware eingebaute Einschränkungen aufweist. Mittlerweile ist der Bau von Allzweck- oder sogar Mehrzwecksystemen viel leichter gesagt als getan.
Bildnachweis: Naturkommunikation
Robotiker tun also das, was Robotiker normalerweise tun: Sie lassen sich von der Natur inspirieren. Schließlich sind Tiere und Menschen oft sehr gut darin, sich anzupassen, wenn die Situation es erfordert. Ein Papier veröffentlicht in Nature Ende Juni wird das Multi-Modal Mobility Morphobot-Robotersystem vorgestellt. Angesichts der Tatsache, dass der Name ein bisschen wie ein Zungenbrecher ist und wie eine Nachahmung der Teenage Mutant Ninja Turtle aus den späten 80ern klingt, werden wir ihrem Beispiel folgen und ihn fortan als M4 bezeichnen.
Das Papier beschreibt eine Reihe verschiedener biologischer Inspirationen. Es gibt einen Seelöwen, der mit Flossen schwimmt und läuft; ein Erdmännchen, das auf seinen Hinterbeinen steht, um nach Gefahren zu suchen; und der Chukar-Vogel (ein Neuling für mich – es ist ein Rebhuhn, das hauptsächlich in Asien und Europa lebt), der sich beim Bergaufgehen auf seine Flügel verlässt, um Halt und Gleichgewicht zu finden.
Das Herzstück des M4 ist ein Gelenkkörper aus Kohlefaser und 3D-gedruckten Teilen, der es ermöglicht, seine Form je nach Bedarf anzupassen. Dazu gehören vier Rotoren im Quadcopter-Stil, die auch als Räder fungieren.
„Um die behauptete Fortbewegungsplastizität in M4 zu untermauern, führten wir mehrere Experimente durch, darunter Fortbewegung auf Rädern, Flug, MIP, Hocken, Objektmanipulation, vierbeinige Fortbewegung, triebwerksunterstütztes MIP über steile Hänge und Sturz über große Hindernisse“, so der Wissenschaftler Die Autoren der Zeitung schreiben. „Um zu zeigen, dass das Design von M4 skalierbar ist und Nutzlastkapazitäten erreichen kann, die einen eigenständigen Betrieb unterstützen, haben wir außerdem eine vollständig autonome multimodale Pfadplanung mit integrierten Sensoren und Computern in M4 getestet.“
Das Team richtete Hindernisparcours ein, bei denen sich M4 unterwegs anpassen muss. Spezifische Formen basieren ausschließlich auf dem Gelände, es spielen jedoch auch andere Faktoren eine Rolle. Fliegen ist zum Beispiel die einfachste Art, eine Steigung hinaufzusteigen, erfordert aber viel mehr Kraft als Rollen. In diesem Fall verwendet das System beide Modi: das Heraufrollen der Rampe auf zwei Rädern, während zwei Rotoren die Bewegung unterstützen (siehe: Chukar-Vogel).
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Es ist ein cleveres Design, obwohl es in vielen Situationen wahrscheinlich übertrieben ist. Es gibt viele Aufgaben, die man problemlos erledigen kann, wenn man sich nur auf Räder, Rotoren oder Beine verlassen kann. Als mögliche Anwendung nennt das Team Such- und Rettungseinsätze nach Naturkatastrophen wie Erdbeben und Überschwemmungen.
„Nach einmaligen Ereignissen wie Überschwemmungen kann ein Ereignis mit einem anderen einhergehen, das die Landschaft auf unterschiedliche Weise zerstört“, heißt es in dem Papier. „Ein Hurrikan kann Überschwemmungen und Windschäden an Straßen und Gebäuden verursachen. Oder ein Erdrutsch kann dazu führen, dass eine große Felsmasse einen Hang hinunterrutscht, einen Fluss aufstaut und eine Überschwemmung verursacht. In diesen Szenarien kann M4 seine Vielseitigkeit nutzen, um eine Mobilität zu erreichen, die den unterschiedlichen Missionsanforderungen bei Such- und Rettungseinsätzen gerecht wird.“