Mugatu: Erster zweibeiniger Roboter mit nur einem Motor
Ein kleiner Roboter läuft selbstständig auf zwei Beinen. Möglich macht das ein simples Antriebsdesign.
(Bild: Carnegie Mellon University)
Forscher der Carnegie Mellon University haben einen kleinen, zweibeinigen Roboter namens Mugatu entwickelt, der als Antrieb lediglich einen einzelnen Motor benötigt. Der Roboter kann ferngesteuert gelenkt werden, laufen kann er jedoch selbstständig. Die Wissenschaftler sehen ihn als ersten Schritt an, noch kleinere zweibeinige Roboter zu entwickeln, die etwa im Katastrophenschutz auf engem Raum agieren können.
Das Design von Mugatu besteht aus zwei starren Körpern und einem einzelnen, elektromotorisch betriebenen Aktuator, der ein einfaches Gehdesign ansteuert, schreiben die Forschenden in dem wissenschaftlichen Paper "The Simplest Walking Robot: A bipedal robot with one actuator and two rigid bodies", der auf Arxiv erschienen ist. Dabei haben die Wissenschaftler ihren Schwerpunkt darauf gelegt, den Antrieb und das zweibeinige Gehen so einfach wie möglich zu gestalten. Zugleich sollte sich das Design beliebig verkleinern oder vergrößern lassen, um den Roboter flexibel für unterschiedliche Aufgaben einsetzen zu können – etwa für den Katastrophenschutz oder das Tragen größerer Lasten.
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"Wenn wir erst einmal verstanden haben, wie sich die Skalierung auf die Fortbewegung auswirkt, kann dies äußerst nützlich sein, um etwas, das bereits existiert, zu vergrößern oder zu verkleinern, damit es beispielsweise durch kleinere Rohre passt oder mehr Last tragen kann", sagt James Kyle, Erstautor der Studie.
Laufen mithilfe von Gravitation
Der Roboter hat zwei starre, abgewinkelte Beine, die abwechselnd über einen Motor bewegt werden. Dabei nutzt der Roboter die Gravitationskraft aus. Befindet sich das nach vorn gebrachte Bein in der Luft, steht der Roboter lediglich auf dem anderen Bein und fällt nach vorn, bis er auf dem nach vorn gebrachten Bein landet. Zugleich benutzt er beide Arme zum Halten der Balance. An der Fußsohle abgerundete Füße mit integrierten Gewichten sorgen für zusätzliche Stabilität beim Laufen. Zwar wackelt der Roboter dadurch stark hin und her, kann jedoch ferngesteuert in verschiedene Richtungen gelenkt werden. Der Roboter kommt dabei ohne externe Stromquelle aus. Interne Batterien dienen im Prototyp als Ausgleichgewichte in den Armen.
Die Wissenschaftler planen nun, den Roboter stark zu verkleinern – angepeilt ist die Größe eines Klemmbausteins. "Es wird eine Weile dauern, weil sich die Mechanik von allem ändert, wenn man anfängt, es zu verkleinern", sagt die am Projekt beteiligte Maschinenbaustudentin Kendall Hart. Eine solch starke Vereinfachung eines Gehapparates habe es so noch nicht gegeben. Damit stehe aber die Tür offen, kleine hocheffiziente, zweibeinige Laufroboter zu bauen.
(olb)