Forscher der ETH Zürich sind sehr gut darin, Roboter aufrecht stehen zu lassen. Bereits 2022 brachte das Robotikteam der Schule dem vierbeinigen Roboter ANYmal bei, Berge zu erklimmen, ohne umzufallen. Neue Forschungsergebnisse aus der Schuleveröffentlicht in Zusammenarbeit mit dem Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, verfolgt einen einzigartigen Ansatz für das Problem der Überquerung unebenen Geländes.
Die künstlichen Muskeln, die in den Schulen vorgestellt werden, werden von einem hybriden elektrohydraulischen System angetrieben. Die Beine können sich nicht nur automatisch an die Oberfläche anpassen, auf der sie sich bewegen, sondern sie bewegen sich auch schneller und springen höher als ihre standardisierteren elektrischen Gegenstücke – und das alles, ohne dass zusätzliche Sensoren oder Steuerungen erforderlich sind.
Die Antriebe der Beine sind überraschend einfach. Die Teams beschreiben sie als „mit Öl gefüllte Plastiktüten, ähnlich denen, die man zur Herstellung von Eiswürfeln verwendet.“ Diese Tüten werden dann mit Elektroden bedeckt. Ehrlich gesagt klingt das Ganze ein bisschen wie ein naturwissenschaftliches Schulprojekt.
„[A]„Sobald wir eine Spannung an die Elektroden anlegen, ziehen sie sich aufgrund statischer Elektrizität gegenseitig an“, sagt Doktorand Thomas Buchner. „Wenn ich einen Luftballon an meinem Kopf reibe, bleiben meine Haare aufgrund derselben statischen Elektrizität am Ballon kleben.“
Die Beutel dehnen sich dann aus oder ziehen sich zusammen, je nachdem, welche Spannung angelegt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrischen Antrieben erzeugt das System nicht viel Wärme.
Die Aktuatoren helfen dem System also, unebenes Gelände zu überwinden und hohe Sprünge zu ermöglichen. Bis zur praktischen Anwendung hat das System jedoch noch einen weiten Weg vor sich.
„Im Vergleich zu Laufrobotern mit Elektromotoren ist unser System noch eingeschränkt. Das Bein ist derzeit an einer Stange befestigt, hüpft im Kreis und kann sich noch nicht frei bewegen“, sagt Christoph Keplinger, Professor am Max-Planck-Institut. „Wenn wir das Roboterbein in einem vierbeinigen Roboter oder einem humanoiden Roboter mit zwei Beinen kombinieren, können wir ihn vielleicht eines Tages, wenn er batteriebetrieben ist, als Rettungsroboter einsetzen.“