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DFKI-Roboter: Eine riesige Gottesanbeterin für Mond, Mars und Erde

Wenn sich Mantis aufrichtet, ist er mannshoch. Doch zum Glück ist der sechsbeinige Roboter anders als sein natürliches Vorbild nicht auf Beute aus. Der neue Laufroboter des DFKI soll unwegsames Terrain erkunden.

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Roboter Mantis: Klettern in der Mondhalle
Roboter Mantis: Klettern in der Mondhalle (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Eine Gottesanbeterin, nur viel größer: Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) stellt auf der Hannover Messe einen neuen Laufroboter vor (Halle 2, Stand B01). Mantis soll künftig auf Erkundung in unwegsames Gelände gehen - auf der Erde oder auf einem fremden Himmelskörper.

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Wie sein natürliches Vorbild hat der Roboter sechs Beine. Er kann auf allen sechs Beinen laufen. Die beiden vorderen Beine haben zudem jeweils einen Greifer mit drei Fingern, um Objekte fassen und manipulieren zu können.

Der Roboter kann sich aufrichten

Für solche Arbeiten richtet sich der Roboter wie die Fangschrecke auf: Er steht auf vier Beinen und kann so mit den beiden Manipulatoren frei arbeiten. Dafür haben sich die Robotiker aus Bremen etwas Besonderes einfallen lassen: Dort wo die beiden hinteren Beinpaare zusammenkommen, hat der Roboter ein zentrales Gelenk, über das der Körper aufgerichtet wird. Um das Drehmoment dafür gering zu halten, nutzt der Roboter seinen Hinterleib, in dem die auch die Steuerungseinheit untergebracht ist, als Gegengewicht.

  • Der Laufroboter Mantis des DFKI auf der Hannover Messe 2016. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der Roboter ist für Erkundungseinsätze gedacht. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Vorbild war eine Gottesanbeterin, eine Fangschrecke. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Zur Orientierung hat er eine Stereokamera und einen Laserscanner. Sensoren in den Füßen liefern Informationen über den Untergrund. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die beiden vorderen Beine haben auch Greifer, ... (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... mit denen Mantis beispielsweise Trümmer räumen kann. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Für die Arbeit richtet er sich auf vier Beine auf. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Da muss Mantris auch rauf: Laufroboter Space Climber am Kraterabhang in der Mondhalle des DFKI in Bremen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der Roboter agiert autonom. Er kann aber auch mit einem Exoskelett ferngesteuert werden. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Der Laufroboter Mantis des DFKI auf der Hannover Messe 2016. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Aufgerichtet erreicht er ein beachtliches Ausmaß: Dann ist Mantis etwa 1,75 Meter groß. Auf vier Beinen ist er in seiner Bewegung allerdings eingeschränkt. Er kann er sich um die eigene Achse drehen oder ein kurzes Stück gehen. Wenn er auf sechs Beinen läuft, ist er noch etwa 60 Zentimeter hoch und schafft etwa 3,6 Kilometer in der Stunde. Seine Grundfläche misst 2,5 x 2,5 Meter. Entsprechend ist Mantis kein Leichtgewicht: Der Roboter wiegt knapp 100 Kilogramm.

Mantis erkennt den Untergrund

Die Aufgabe des Roboters sei, sich in unwegsamem Terrain zu bewegen, auf fremden Himmelskörpern ebenso wie hie auf der Erde, sagt Projektleiter Sebastian Bartsch im Gespräch mit Golem.de. Der Roboter orientiert sich mit einem Laserscanner und einer Stereokamera. Zusätzlich hätten sie seine Füße mit Sensoren für taktile Informationen ausgestattet. Dadurch könne der Roboter unterscheiden, ob er sich auf weichem oder hartem Untergrund bewege, und sein Laufverhalten entsprechend anpassen.

Mantis könnte Krater auf dem Mond oder dem Mars erkunden oder sich durch eine Trümmerlandschaft in einem Erdbebengebiet. Dort könnte er einen Weg durch das Geröll suchen oder Rettern Hindernisse aus der Bahn räumen. Beim Anforderungsprofil hätten sie sich an der Darpa Robotics Challenge orientiert, erzählt der DFKI-Robotiker. Die daran teilnehmenden Roboter mussten beispielsweise über Geröll klettern, Treppen steigen, Trümmer wegräumen und eine Tür öffnen.

Weltraumroboter sollen autonom sein

Allerdings seien die Roboter beim Darpa-Wettbewerb hauptsächlich ferngesteuert unterwegs gewesen. Bei Mantis hätten sie aber viel Wert auf Autonomie gelegt, sagt Bartsch. Wenn der Roboter einen fremden Himmelskörper erkunden soll, ist er auf sich allein gestellt. Eine Fernsteuerung ist wegen der langen Signallaufzeiten - zum Mars beispielsweise 20 Minuten in eine Richtung - nicht praktikabel.

Für den Einsatz auf der Erde könnte der Roboter aber auch mit einem Exoskelett ferngesteuert werden. Außer an Einsätze in Katastrophengebieten denken die Entwickler auch an den Rückbau von stillgelegten Atomkraftwerken.

In Bremen gibt es einen Weltraumkrater

Die Bremer beschäftigen sich deshalb seit längerem mit Laufrobotern: Mantis' Vorgänger waren etwa der achtbeinige Scorpion oder der sechsbeinige Space Climber, die die Forscher in ihrer Mondhalle in einen simulierten Krater und wieder hinaus scheuchen. Auf den zerklüfteten und steinigen Oberflächen von Mond oder Mars sei Laufen die geeignete Fortbewegungsart, erklärt Bartsch. Es habe sich gezeigt, dass die Laufroboter auch auf sandigem Untergrund Steigungen bis zu 45 Grad bewältigen und über Steine klettern könnten. "Das schafft ein Rad-getriebenes System nicht."

Dass der Roboter so, wie ihn das DFKI auf der Hannover Messe vorstellt, im Weltall zum Einsatz kommt, ist allerdings eher unwahrscheinlich. "Es gibt leider derzeit keine konkrete Mission, an der sich Europa beteiligen würde, wo das System eingesetzt werden kann", sagt Bartsch. Allerdings ist Mantis ein modulares System, so dass zumindest einige der in Bremen entwickelten Komponenten eines Tages die Reise ins All antreten könnten.

Bis dahin müssen sich die Roboter mit dem simulierten Mond in Bremen zufriedengeben. Auch Mantis soll mit ihm Bekanntschaft machen: Den Abhang hochzuklettern, sagt Bartsch, werde eine der Aufgaben, die Mantis als nächstes bevorstehen.

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