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Roboter mit Straußenbeinen sparen Energie

Auf Beinen nach dem Vorbild von Laufvögeln und Sauriern halten Roboter beim Stehen die Balance ganz ohne Motorenleistung. Beim Laufen vermeidet die morphologische Intelligenz der Beine ein Stolpern.

Die Beine des BirdBot erinnern an die von Laufvögeln. Durch den gleichen technischen Aufbau arbeiten sie ebenso robust und energieeffizient wie bei einem Strauß.

Bild: MPI-IS und UCI

Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) haben gemeinsam mit Kollegen der University of California in Irvine (UCI) einen sogenannten BirdBot entwickelt. Dieser Laufroboter steht auf Beinen, die im Aufbau denen eines Straußes, aber auch denen eines Tyrannosaurus Rex gleichen. Das seit vielen Millionen Jahren bewährte Konzept nutzt Muskel-Sehnen-Seilzüge, die sich über mehrere Gelenke erstrecken. Die mechanische Kopplung sorgt dafür, dass der Roboter für das Halten der Balance beim Stehen keine Energie aufbringen muss.

Zudem erkannte das Team um Alexander Badri-Spröwitz, dass für den Fuß des Roboterbeins kein eigener Motor erforderlich ist. Er hat ein mit Federseilzug ausgestattetes Gelenk, das über weitere Seilzüge mit den übrigen Beingelenken verbunden ist. So kommt das Bein mit zwei Motoren aus. Einer an der Hüfte lässt es vor- und zurückschwingen und einer am Knie dient dem Hochziehen oder Strecken. Wenn der Roboter damit das Bein anhebt, klappt der Fuß automatisch nach hinten und entlastet damit die Beinfeder, die den Roboter mühelos stehen ließ. Der BirdBot muss also nicht bei jedem Schritt gegen die Beinfeder arbeiten. Im Endeffekt zeigten Laufbandversuche, dass er mit seinen Straußenbeinen im Vergleich zu bisherigen Laufrobotern nur etwa ein Viertel der Energie benötigte.