Roboter-Straußenvogel "Cassie" läuft 100-m-Guinness-Rekord
Der Robo-Strauß "Cassie" hat einen Guinness-Rekord beim 100-m-Lauf erzielt. Er ist aber noch langsamer als ein echter Strauß. In ihm steckt viel KI.
Der Roboter-Strauß "Cassie" bei seinem Rekordlauf.
(Bild: Kegan Sims)
Der zweibeinige Roboter "Cassie" hat einen Guinness-Rekord für zweibeinige Roboter aufgestellt. Eine 100 Meter lange Laufstrecke legte der Roboter, dessen Beine an denen eines Straußenvogels angelehnt sind, aus dem Stand in 24,73 Sekunden zurück.
24,73 Sekunden hört sich zunächst nicht schnell an, vergleicht man die Geschwindigkeit mit dem Weltrekord der Männer von 9,58 s, aufgestellt von Usain Bolt 2009. Auch von der Schnelligkeit eines echten Straußenvogels ist "Cassie", der vom Dynamics Robotics Laboratory der Oregon State University (OSU) entwickelt wurde, noch weit entfernt: Sie schaffen die 100-Meter-Strecke in etwa 5 Sekunden.
Aufgestellt wurde der Rekord mit einem Start aus dem Stand. Entsprechend fällt die Durchschnittsgeschwindigkeit mit 4 m/s niedriger aus, als wäre ein fliegender Start erfolgt. Denn "Cassie" kann prinzipiell schneller laufen, muss aber zunächst auf seine Höchstgeschwindigkeit beschleunigen. Hinzu kommt, dass der Roboter bei einem Rekordlauf im Ziel nicht umfallen darf, er seine Beine also durchgängig völlig kontrolliert und koordiniert bewegt. Bei dem Guinness-Rekord ist ebenfalls eine Voraussetzung, dass der Roboter nach absolviertem Lauf vom Ziel zum Startpunkt zurückkehrt, ohne dabei umzufallen.
Kontrollierte Gangbewegung durch KI
Autonom ist "Cassie" bei dem Rekord nicht gelaufen. Der Robo-Strauß verfügt über keinerlei externe Sensoren, die ihn auf der Strecke halten. Ein Teammitglied des Dynamic Robotics Laboratory steuerte den Roboter über eine Fernbedienung. Trotzdem muss "Cassie" seine Beinbewegung und Laufart selbstständig kontrollieren. Das sei nach Angaben des Forschungsteams rund um Jonathan Hurst, Professor für Robotik an der OSU, herausfordernd gewesen. Gelungen sei dies aber dadurch, dass der Roboter zuvor durch Parallelisierung eine Woche lang in einer Simulationsumgebung trainiert wurde. Dies entspricht einem Training von etwa einem Jahr.
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"Cassie kann ein Spektrum verschiedener Gangarten ausführen, aber als wir sie auf Geschwindigkeit spezialisierten, stellten wir uns die Frage, welche Gangarten bei welcher Geschwindigkeit am effizientesten sind", erklärt Devin Crowley, der als Doktorand an der OSU den Rekordversuch angestoßen hatte. "Dies führte zu Cassies erstem optimierten Laufgang und zu einem Verhalten, das der menschlichen Biomechanik verblüffend ähnlich ist."
Sprinten aus dem Stand
Die größte Schwierigkeit sei es gewesen, "Cassie" zuverlässig aus dem Stand zu einem Sprint zu bewegen. Auch das Auslaufen nach Erreichen des Ziels und die Rückkehr zum Startpunkt, ohne dabei umzufallen, sei eine anspruchsvolle Aufgabe gewesen. "Das Starten und Anhalten im Stehen ist schwieriger als das Laufen, ähnlich wie das Starten und Landen schwieriger ist als das eigentliche Fliegen eines Flugzeugs", sagt Alan Fern, Professor für Künstliche Intelligenz der OSU. Der Rekord sei nur deshalb zustande gekommen, weil die Entwickler von mechanischer Hardware, KI und Steuerung eng zusammengearbeitet hätten.
Für die Robotik würden die in "Cassie" verwendeten Steuerungsansätze eine große Rolle spielen, sagt Fern. Denn sie zeigen, dass die verwendeten Regeln bei der Steuerung eine bessere Leistung erbracht haben als andere Steuerungsmethoden.
Dauerläufer
"Cassie" wurde 2017 an der OSU entwickelt. Gefördert wurden die Forschungsarbeiten mit einem 16-monatigen Zuschuss in Höhe von einer Million US-Dollar durch den Forschungszweig des US-Verteidigungsministeriums DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency). Bereits 2021 hatte "Cassie" eine Strecke von 5 km in 53 Minuten im Freien und mit einer einzigen Batterielandung zurückgelegt. Er ist der erste zweibeinige Roboter, der im Freien maschinelles Lernen zur Laufgangsteuerung einsetzte.
(olb)