Miniatur-Gehroboter: "Lego-Minifigur" läuft über 0,8 km/h schnell

Ein Forschungsteam der Carnegie Mellon University (CMU) hat einer "Lego-Minifigur" sprichwörtlich Beine gemacht. Ein zweibeiniger Gehroboter beschleunigt auf mehr als 0,8 km/h. Die "Zippy" genannte Konstruktion kann in alle Richtungen laufen, hüpfen sowie kleine Treppenstufen überwinden.

Kleinstroboter mit Beinen können sich besser in unwegsamen Geländeformationen bewegen als solche mit Rädern. Die Forscher der CMU haben deshalb untersucht, wie man komplexe Laufmechanismen vereinfachen kann, um so einen simplen Laufroboter zu konstruieren, der mit wenig Energie auskommt. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen dieses Jahr auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation vorgestellt werden.

Der Gehroboter Zippy ist mit knapp 38 mm kleiner als eine rund 40 mm große Lego-Minifigur. Genau genommen verwenden die Forscher lediglich den Kopf einer Minifigur, den sie auf den Laufroboter aufgesetzt haben.

Einfache Laufkonstruktion

Die Konstruktion der Wissenschaftler basiert auf Forschungen zu dem größeren Gehroboter Mugatu. Zippy verfügt über zwei starre Beine, abgerundete Füße und nutzt lediglich einen Elektromotor in der Hüfte, um eine Bewegung zu generieren. Der Motor wird von einem herkömmlichen Mikrocontroller unter Auswertung der Lage des Roboters im Raum durch eine Initial Measurement Unit (IMU) gesteuert. Dabei hebt der Roboter ein Bein an und verlagert seinen Schwerpunkt nach vorn. Der Roboter fällt dann nach vorn auf seinen abgerundeten Fuß. Danach ist das andere Bein dran. Gewichte in den Füßen unterstützen die Bewegung. Die abgerundeten Füße in Kombination mit seitlich angebrachten und mit Gewichten versehenen Armen verhindern, dass der Roboter umkippt. Befeuert wird der Roboter von einer internen Batterie.

Zippy erzielt so eine beachtliche Laufgeschwindigkeit von zehn Beinlängen pro Sekunde. Das entspricht etwas mehr als 0,8 km/h. Umgerechnet auf einen erwachsenen Menschen, würde der eine Geschwindigkeit von etwa 30,6 km/h laufen.

Der Laufroboter Zippy sei deshalb nicht nur der kleinste, sondern auch auf die Größe umgerechnet der schnellste autonome zweibeinige Roboter, sagt Sarah Bergbreiter, die das Projekt zusammen mit Aaron Johnson leitete.

Angespornt von den bisherigen Ergebnissen, wollen die Forscher noch nachlegen. Sie planen, Zippy mit Sensoren und Kameras auszurüsten. Damit soll er seine Umgebung erkennen können und dann selbstständig navigieren. Den Forschern schwebt dabei ein Einsatz Zippys bei Such- und Rettungsmissionen in gefährlichen Umgebungen vor.

(olb)