Roboter-Schabe startet Roboter-Falter

Eigentlich wollten die Forscher des Biomimetic Millisystems Lab an der Universität Berkeley die Mechanik ihrer Laufmaschine namens X2-VelociRoACH mit Hilfe eines 3D-Druckers herstellen – der rasende Roboter ist allerdings auf solche hohen Geschwindigkeiten getrimmt, dass das Material aus dem Drucker versagte und die Entwickler zumindest für einige Teile auf carbonfaserverstärkten Kunststoff zurückgreifen mussten. Bei der ungewöhnlich hohen Schrittfrequenz von 45 Hertz werden alle Teile stark belastet. Aber damit erreicht die elektromechanische Schabe eine Höchstgeschwindigkeit von fast 5 m/s – was besonders im Vergleich zur Größe des Maschinchens (rund 10 cm) beeindruckend ist.

Grundlage des Laufmechanismus' bilden sechs rotierende Achsen, an die statt Rädern halbkreisförmige Federn angebracht wurden. Das ist ein bewährtes System, das einen mobilen Roboter deutlich geländegängiger macht, als wenn man einfach Räder auf die Achsen montiert. Das Roboterinsekt aus Berkeley verfügt insofern über ein raffinierteres Chassis, als dass einzelne Beine zusätzlich parallel zur Längsachse des Roboters geschwenkt werden. Für den Antrieb aller sechs Beine ist nur ein einziger Motor nötig.

Gefertigt wurde die 54 Gramm leichte Maschine in einem Verfahren namens Smart Composite Microstructures (SCM, ebenfalls eine Entwicklung aus Berkeley, Details hier in einem [PDF] nachzulesen), bei dem flexibles und steifes Plattenmaterial übereinander geschichtet wird, aus dem ein Lasercutter zweidimensionale Formen schneidet. Durch geschickte Planung lässt sich anschließend das Chassis aus dem flachen Rohling in die dritte Dimension auffalten.

Zum Abheben

Die Berkeleyer VelociRoACHes können nicht nur rennen – sie machen sich auch als Flugzeugträger nützlich, wie folgendes Video zeigt. Darin startet der ebenfalls am Biomimetic Millisystems Lab entwickelte Flugapparat H²Bird vom Rücken einer rennenden Roboterschabe. Dabei beobachteten die Forscher, dass der huckepack transportierte Flattermann nicht nur den Lauf des sprintenden Untersatzes stabilisierte, sondern die Energiebilanz positiv ausfiel: Legen beide mechanischen Wesen denselben Weg getrennt zurück, verbrauchen sie insgesamt mehr Energie, als wenn sie gemeinsam unterwegs sind. Mit dem Abheben ist die Synergie dann allerdings vorbei.

Sowohl zur sprintenden Laufmaschine als auch zum Start des flügelschlagenden Roboters vom Rücken des rennenden Trägers gibt es jeweils ein Paper, die bei der gerade stattfindenden Robotik- und Automatisierungskonferenz IEEE ICRA in Seattle vorgestellt werden.

• Cameron J. Rose, Parsa Mahmoudieh, and Ronald S. Fearing: Coordinated Launching of an Ornithopter with a Hexapedal Robot [PDF]
• Duncan W. Haldane, and Ronald S. Fearing: Running beyond the bio-inspired regime [PDF]

(pek)