Roboter: MSU Tailbot überspringt Hindernisse

US-Forscher haben einen Miniroboter gebaut, der hohe Hindernisse überspringen kann. Er kann sich in der Luft stabilisieren und kontrolliert landen, ohne sich dabei zu beschädigen.

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MSU Tailbot: Vorbild aus Kalifornien
MSU Tailbot: Vorbild aus Kalifornien (Bild: Jianguo Zhao/MSU)

Dieser Roboter beherrscht gleich mehrere Bewegungsarten: Er fährt und springt über Hindernisse, die drei Mal so hoch sind wie er selbst. Er fliegt und landet anschließend kontrolliert.

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MSU Tailbot heißt der Roboter, den Forscher von der Universität des US-Bundesstaates Michigan (Michigan State University, MSU) in East Lansing gebaut haben. Er ist 7,5 Zentimeter groß und wiegt 26,5 Gramm. Der aus Kunststoff hergestellte Roboter wird von zwei Motoren angetrieben. Er verfügt über Sensoren, darunter ein Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop, einen Controller sowie ein Funkmodul. Ein kleiner Lithium-Polymer-Akku liefert Strom.

Fahren auf zwei Rädern

Um sich schnell fortzubewegen, legt er sich hin und fährt - den Fuß voran - auf zwei Rädern. Dabei erreicht er eine Geschwindigkeit von 4 Zentimetern in der Sekunde. Jedes der beiden Räder wird von einem Motor angetrieben. Um Gewicht zu sparen, haben die Motoren allerdings noch jeweils eine zweite Funktion: Der eine dient zum Springen, der andere bewegt den Schwanz.

Verstellt ein Hindernis seinen Weg, richtet der Roboter sich mit dem Schwanz auf seinen Fuß auf und schnellt dann über das Hindernis hinweg. Die Sprungkraft reicht aus, um den Roboter 80 Zentimeter hoch in die Luft zu katapultieren.

Schwenkbarer Ausleger

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In der Luft kommt dem Schwanz - eine Metallstange mit einem kleinen Gewicht am Ende - eine besondere Funktion zu. Ein Motor schwenkt den Ausleger nach vorne oder hinten. Damit stabilisiert sich der Roboter in der Luft und kann seine Haltung kontrollieren. Dadurch kann er auch steuern, wie er auf dem Boden aufkommt, und verhindern, dass er bei der Landung beschädigt wird.

Der MSU Tailbot ist eine Weiterentwicklung des Springroboters, den das Team um Jianguo Zhao 2011 vorgestellt hat. Neu ist der Schwanz, der den Roboter stabilisiert. Obwohl dieses Bauteil inklusive Motor hinzugekommen ist, ist der neue Roboter nur etwa 4 Gramm schwerer und 1 Zentimeter größer als der Vorgänger.

Vorbild aus Kalifornien

Vorbild für den Tailbot aus Michigan ist der gleichnamige Roboter, den eine Forschergruppe der Universität des US-Bundesstaates Kalifornien in Berkeley entwickelt hat. Der kalifornische Tailbot kann allerdings nur fahren und fliegen: Es ist ein kleiner Wagen mit einem aktiv gesteuerten Schwanz.

Im Flug, etwa nach dem Sprung über eine Schanze, stabilisiert sich der Roboter mit dem Schwanz. Vorbild waren Eidechsen, deren Sprünge die Forscher mit einer Hochgeschwindigkeitskamera entschlüsselten. Nach diesem Prinzip bauten sie dann einen Ausleger für das Fahrzeug.

Sensoren und Motor

Der allein reichte jedoch nicht, um den Roboter im Sprung zu stabilisieren. Erst ein Feedback-System mit Sensoren, die die Lage erfassen, und einer aktiven Steuerung ermöglichte es, die Frontpartie des Tailbots im Flug hochzuziehen, so dass er auf den Hinterrädern aufkommt.

Zhao und seine Kollegen wollen den Roboter auf der International Conference on Intelligent Robots and Systems (Iros) vorstellen. Die Konferenz findet vom 3. bis 8. November 2013 in der japanischen Hauptstadt Tokio statt.

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