Mit Magnetantrieb: Miniroboter läuft und springt

Hüpfen, watscheln, springen: Der Laufroboter aus dem 3D-Drucker ist zwar nur zwei Zentimeter groß, aber ganz schön schnell. Die Entwickler planen schon deutlich kleinere Versionen des Roboters.

Artikel veröffentlicht am 7. Juni 2016, 11:36 Uhr, Werner Pluta

Laufroboter beim Prellspringen: schnellste Gangart auf ebener Fläche (Bild: University of Maryland/Screenshot: Golem.de)

3D-gedruckter Roboter kraxelt durch 3D-gedruckte Landschaft: Zwei US-Forscher haben einen Miniroboter entwickelt, der auf vier Beinen geht. Er schlägt sich auch durch schwieriges Gelände.

Gerade mal zwei Zentimeter lang ist der Laufroboter, den Ryan St. Pierre und Sarah Bergbreiter von der Universität von Maryland in College Park entwickelt haben. Er ist einen halben Zentimeter hoch und wiegt 1,6 Gramm. Körper und Beine stammen aus dem 3D-Drucker.

Der Antrieb ist ein rotierender Magnet

Die Beine sind kleine Haken, die rotieren und so den Roboter antreiben. Für Motoren und Akkus ist der Roboter zu klein. Den Antrieb haben die Entwickler deshalb nach außen verlegt: ein rotierender Magnet. In jedem Bein ist ein kleiner Neodym-Magnet eingelassen, der durch das Feld des Magneten ebenfalls in Rotation versetzt wird.

Vorbild war Rhex, ein sechsbeiniger Roboter, der an der Universität von Pennsylvania in Philadelphia entwickelt wurde. Dessen Beine lassen sich individuell ansteuern, was unterschiedliche Gangarten ermöglicht. Allerdings ließ sich dieses Design nicht einfach verkleinern, weshalb die Entwickler das mittlere Beinpaar wegließen und sich mit einem Vierbeiner zufriedengaben.

Der Roboter kann hüpfen und springen

Allerdings kann sich auch der Minivierbeiner in verschiedenen Gangarten fortbewegen. Das geht durch die Anordnung der Magnete: Verschiedene Kombinationen der Polarisierung ergeben unterschiedliche Gangarten, darunter Traben, Watscheln, Hüpfen oder Prellspringen.

Diese Gangart, die vor allem Antilopen nutzen, hat sich auf ebenem Grund und etwas rauem Gelände als sehr effektive Fortbewegungsart erwiesen: Bei 10 Hertz erreichte der Roboter auf ebenem Grund eine Geschwindigkeit von 78 Millimetern pro Sekunde, was beinahe vier Körperlängen in der Sekunde entspricht.

St. Pierre und Bergbreiter haben den Miniroboter kürzlich auf der International Conference on Robotics and Automation (ICRA) vorgestellt. Inzwischen haben sie den Roboter weiterentwickelt: St. Pierre hat einen Vierbeiner gedruckt, der einen Zentimeter groß ist. Derzeit arbeite er an einer 2,5 Millimeter langen Version, sagte er dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum.