Roboter bauen Funknetz auf

iRobot, der bekannte Hersteller des Haushaltsroboters Roomba, arbeitet an neuen "Wegwerf-Androiden" für das US-Militär. Die Idee: Die autonomen Geräte können über Mauern hinweg oder direkt in Gebäude hinein geworfen werden, wie man dies normalerweise von Handgranaten her kennt. Doch statt zu explodieren, bauen die kleinen Automaten selbständig Kommunikationsnetze auf, um Soldaten in städtischen Kampfgebieten den Kontakt zum Hauptquartier zu sichern.

Die Technologie hört auf den Namen "LANdroids". Das Projekt wird von der US-Militärforschungsbehörde DARPA innerhalb eines auf drei Jahre angelegten Forschungsvorhabens finanziert, dem drei Millionen Dollar zur Verfügung stehen. Das Ziel: Mit den Einmal-Robotern sollen Funkprobleme gelöst werden, die sich für die Truppe besonders in stark bebauten Gebieten ergeben.

"Diese Roboter werden eingesetzt, um der Armee den schnellen Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur zu ermöglichen, die problemlos unterhalten und auf Wunsch schnell umkonfiguriert werden kann", sagt Chris Jones, Leiter des Forschungsprogrammes bei iRobot. In sich dynamisch entwickelnden urbanen Kriegsschauplätzen sei dies von großer Wichtigkeit.

Bestehende Funknetze, die das Militär verwendet, funktionieren vor allem dann am besten, wenn es Sichtverbindungen gibt, doch in einer städtischen Umgebung wird dies behindert. Hindernisse und bebaute Strukturen reflektieren die Funkwellen, absorbieren sie oder lenken sie ab. Signale gehen verloren oder kommen nur geschwächt an. Das führt dazu, dass die Soldaten häufig nur mit schlechten oder unzuverlässigen Funkverbindungen arbeiten müssen.

Die LANdroids umgehen das Problem, in dem sie ein autonomes Positionierungssystem mitbringen, das ihnen ermöglicht, die von ihnen geschaffenen Kommunikationsnetze bei Bedarf anzupassen. Dazu setzen sie auf simple WLAN-Netze nach dem Standard 802.11g und bilden damit mobile Ad-Hoc-Netze, die sich selbst "reparieren" und umgestalten können, wenn beispielsweise der Feind einen der Roboter zerstört.

Um die DARPA-Vorgaben zu erfüllen, muss iRobot die Geräte stark miniaturisieren: Jeder LANdroid soll weniger als ein Kilogramm wiegen und ein Volumen von weniger als einem Liter haben – also ungefähr 10 Zentimeter breit sein, erläutert Jones. Ein einzelner Soldat soll so mehr als nur eine Einheit mit sich herumtragen können und sie dann problemlos in Position werfen können. Die Kosten sollen bei moderaten 100 Dollar pro Stück liegen.

"Das lässt sich schon umsetzen", meint Chris Melhuish, Direktor der "Bristol Robotic Laboratories" an der University of the West of England. Die größte Herausforderung sei aber stets das Energiemanagement. Die Roboter müssten die größte Reichweite bei maximaler Bandbreite auf den Kommunikationskanälen erreichen. "Wenn sie zu weit weg sind, geht der Durchsatz herunter", sagt Melhuish.

Dann wären da noch die Bewegungsmotoren, die zusätzlich Strom fressen. "Treppen steigen oder aus einem Fenster herausschauen sind Dinge, die wir Menschen als selbstverständlich ansehen. Für Roboter wird das schwierig." Umsetzbar sei es theoretisch zwar, doch das koste Energie.

Immerhin: Die DARPA-Vorgaben sind hier recht locker. Aufs Dach eines Hauses steigen wird der LANdroid also nicht müssen. Die Mobilität jeder Einheit dient weniger der Fortbewegung als dem Auffinden der idealen Sendeposition. In Innenstädten, wo es häufig zu Wellenreflektionen durch Gebäude kommt, kann schon eine kleine Veränderung von weniger als einem Meter in die richtige Richtung helfen, die Signalqualität deutlich zu steigern.

Trotzdem muss der LANdroid schlau genug sein, Hindernissen auszuweichen und sich in Innenräumen fortzubewegen, sei es nun auf einem Teppich oder Zementboden. Die Geschwindigkeit darf dabei bei einem halben Meter pro Sekunde liegen; mindestens 10 Stunden lang soll das funktionieren. Doch genau solche Vorgaben lassen sich bei einem kleinen Roboter nur mit viel Tüftelarbeit umsetzen.

Über die Antriebsart habe man jedoch noch nicht entschieden, sagt iRobot-Mann Jones. Dennoch glaubt er, dass die Entwicklung schnell voranschreiten wird. Erste Prototypen könnten noch in diesem Jahr verfügbar sein. (bsc)