Aerodynamik in Echtzeit: Roboter in Menschengestalt schwebt auf vier Düsen
Am Istituto Italiano di Tecnologia(öffnet im neuen Fenster) wurde ein 70 kg schwerer und etwa ein Meter großer Roboter konstruiert und gebaut, der an den Armen und am Rücken mit insgesamt vier kleinen Strahltriebwerken ausgestattet ist. Laut der Forschungsgruppe soll es sich bei iRonCub3, so der Name des Androiden, um den ersten Roboter handeln, der die Fähigkeit zum Abheben per Jetpack außerhalb einer geschützten Laborumgebung besitzt.
Um das zu ermöglichen, wurden die komplexe Aerodynamik des humanoiden Körpers und das Kontrollsystem der Düse zwei Jahre erforscht. Die Messungen aus dem Windkanal und die Erkenntnisse zur Steuereinheit wurden durch maschinelles Lernen in aerodynamische Modelle überführt, um den Flug zu ermöglichen. Die Studie wurde in Nature Communications Engineering(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.
Echtzeitberechnung nötig
Die vier Düsen erreichen eine Schubkraft von 1.000 Newton, gerade genug, um den 70 kg schweren Roboter abheben zu lassen. An diesem mussten zudem zahlreiche strukturelle Verstärkungen vorgenommen werden, damit die bis zu 800 °C heißen Strahlen keine Schäden anrichten. Ergänzt wurden hitzebeständige Kacheln, ein Rückgrat aus Titan sorgt für die nötige Gewichtseinsparung.
Für den Schwebeflug müssen die Berechnung zur Anpassung der Ausrichtung der Düsen sofort erfolgen, was durch die entwickelten Algorithmen möglich wurde.
Somit konnte der Roboter auch bei Wind schweben und seine Gliedmaßen bewegen, um den Flug stabil zu halten. Bis zum richtigen Fliegen fehlt aber einiges. Laut der Forscher entfernte sich iRonCub3 gerade einmal 50 cm vom Boden; er war in einem Gestell eingehängt, um einer möglichen Kollision vorzubeugen. Bis zum Fenster putzenden Haushaltsroboter, der an der Fassade entlang schweben kann, ist der Weg noch weit.