Robotermaus: Bewegliche Wirbelsäule verbessert Laufverhalten deutlich
Roboter mit flexibler Wirbelsäule können besser laufen, hat ein gemeinsames Forschungsprojekt der TU München und der Sun Yat-sen University ergeben.
(Bild: TU München u. a.)
Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und der chinesischen Sun Yat-sen University haben die Lauffähigkeiten einer vierbeinigen Robotermaus durch Hinzufügen einer beweglichen Wirbelsäule und eines flexiblen Schwanzes erheblich verbessert. Die flexible Wirbelsäule der Robotermaus ermöglicht ihr präziseres Laufen, etwa beim Geradeauslauf.
Viele vierbeinige Roboter haben einen starren Aufbau mit einem festen, unflexiblen Rücken. Diese Roboter sind auf viele Sensoren angewiesen, die Gliedmaßen müssen untereinander kommunizieren und viele Daten austauschen, damit der Roboter ein gleichmäßiges Gangbild liefert und präzise und sicher gehen kann. In der Natur verfügen vierbeinige Tiere jedoch über eine Wirbelsäule und häufig auch einen Schwanz, der den Gang stabilisiert.
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An diesem Punkt haben die Forschenden in ihrer Studie "Lateral flexion of a compliant spine improves motor performance in a bioinspired mouse robot" angesetzt, die in Science Robotics erschienen ist. Sie haben eine vierbeinige Robotermaus mit einer flexiblen Wirbelsäule sowie einen Schwanz ausgerüstet. Die Wirbelsäule und der Schwanz haben einen segmentierten Aufbau, die einzelnen Wirbel sind beweglich miteinander verbunden.
Die Robotermaus besitzt darüber hinaus Rippen, der gesamte Aufbau ähnelt dem Skelett einer natürlichen Maus. Die Forscher reduzierten jedoch die Beine und Füße in ihrer Komplexität auf das Wesentliche. Sie ähneln eher federnden Bein- und Fußprothesen von amputierten Sportlern. Die Robotermausbeine werden sehr einfach über Riemenscheiben angetrieben, sodass ein komplexes Aktuatorensystem mit künstlichen Muskeln und Sehen überflüssig ist.
Die Robotermaus testeten die Wissenschaftler mit starrer wie auch mit flexibler Wirbelsäule und Schwanz. Dabei ließen sie den Roboter Gehen, Balancieren, Drehen und in einem Labyrinth navigieren. Bei allen Bewegungen schnitt die Robotermaus mit aktiver Wirbelsäule und Schwanz besser ab. So konnte sie etwa genauer geradeaus laufen. Einen Parcours absolvierte sie durchschnittlich 30 Prozent schneller mit aktiver Wirbelsäule als mit einer starren Wirbelsäule.
(olb)