Wandelbarer Roboter entscheidet selbst ĂĽber Fortbewegung
Der M4-Roboter kann seine Fortbewegungsart je nach Gelände anpassen und laufen, fahren und fliegen. Die jeweils effizienteste Fortbewegung wählt er selbst aus.
Der M4 kann nicht nur fahren, sondern auch laufen und fliegen.
(Bild: Caltech)
Wissenschaftler der Northeastern University, des Caltech Center for Autonomous Systems and Technologies sowie des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA haben gemeinsam einen Roboter mit der Bezeichnung M4 für Multi-Modal Mobility Morphobot entwickelt, der sich in verschiedener Weise fortbewegen kann. Der Roboter entscheidet abhängig vom jeweiligen Gelände selbst, ob er fliegt, läuft oder fährt. Er könnte beispielsweise für Erkundungen auf anderen Planeten eingesetzt werden.
"Unser Ziel war es, die Grenzen der Fortbewegung von Robotern zu erweitern, indem wir ein System entwickeln, das außergewöhnliche Mobilitätsfähigkeiten mit einer breiten Palette von unterschiedlichen Fortbewegungsarten aufweist. Das M4-Projekt hat diese Ziele erfolgreich erreicht", sagt Alireza Ramezani, Assistenzprofessor für Elektro- und Computertechnik an der Northeastern University und Mitautor der Studie "Multi-Modal Mobility Morphobot (M4) with appendage repurposing for locomotion plasticity enhancement", die in Nature Communications veröffentlicht ist.
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Der Roboter besitzt vier Räder, in denen zugleich vier Propellerantriebe eingearbeitet sind. Sie sind klappbar ausgelegt, sodass sich der Roboter von einem Fahrzeug zu einem Quadcopter wandeln kann. Zusätzlich kann der M4 mit blockierten Rädern in schwierigem Gelände laufen. Dabei ist er in der Lage, sich anzupassen, sich etwa zu ducken oder aufrecht hinzustellen. Im letzteren Fall dienen zwei der Propellertriebwerke dazu, die Balance zu halten.
Effiziente Fortbewegung
Welche der Fortbewegungsarten der Roboter wählt, entscheidet er in Abhängigkeit vom vor ihm liegenden Gelände, das er mithilfe von Kamerabildern und einer Künstlichen Intelligenz (KI) analysiert und darauf basierend eine Entscheidung trifft, welche Fortbewegungsart die effizienteste ist. So kann sich der M4-Roboter in weniger schwierigem Gelände rollend fortbewegen, holprige Passagen laufend durchqueren und etwa Schluchten fliegend überwinden.
"In unbekannten Umgebungen können nur Roboter erfolgreich sein, die in der Lage sind, ihre multimodalen Komponenten mithilfe von künstlicher Intelligenz umzuwandeln", sagt Gharib, Mitautor der M4-Studie.
Die Gehbewegung habe momentan noch einen konzeptuellen Charakter, räumen die Wissenschaftler ein. Der Roboter soll zunächst zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, seine Gelenke so anzupassen, dass eine Gehbewegung ausgeführt und effektiv über unebenes Gelände gelaufen werden kann. In künftigen Versionen des M4 soll diese Fortbewegungsart weiter verbessert werden, versprechen die Forschenden.
(olb)