Ein Roboter, (fast) so schnell wie ein Gepard

Wer an Roboter denkt, hat meist das Bild eines etwas unbeholfenen Geschöpfs vor sich. Zumindest diejenigen Vertreter dieser Spezies, die sich auf zwei Beinen bewegen, wirken oft sehr wackelig. Daher scheint ein Roboter, der rennt und dabei auch noch gut aussieht, eher schwer vorstellbar. Es gibt ihn aber, zumindest als Prototyp. Er nennt sich Cheetah Cub Robot und wurde von Forschern der ETH Lausanne entwickelt.

Cheetah Cub Robot wird seinem Namen gerecht. Cheetahs, also Geparde, gelten als die schnellsten Landtiere der Welt. Ihr Verwandter aus der Roboterwelt ist zwar nicht ganz so schnell, schliesslich erreicht er statt 120 nur eine Höchstgeschwindigkeit von 5 Kilometern pro Stunde. Verglichen mit seinesgleichen gilt er allerdings als der schnellste vierbeinige Roboter seiner Gewichtsklasse, also Roboter mit einem Gewicht von weniger als 30 Kilogramm. Der Cheetah Cub Robot wiegt 1 Kilogramm und ist etwa 21 Zentimeter lang.

Spezielle Körperkonstruktion

Grund für seine Schnelligkeit ist die spezielleKonstruktion, vor allem der Beine. Denn das Fortbewegungsmuster von Cheetah Cub Robot ist demjenigen einer Katze nachempfunden. Die Beine des Roboters sind mit Federn sowie mit einem sehnenähnlichen Mechanismus ausgerüstet. "Wir haben die Motoren, die die Beine des Roboters antreiben, innerhalb des Roboterkörpers platziert", sagt Alexander Sproewitz, der den Roboter zusammen mit anderen Forschungskollegen entwickelt hat. Über Kabel sind die Knie mit den Motoren verbunden. Der Roboter kann sich dadurch leichtfüssig bewegen und überwindet auch kleinere Bodenunebenheiten ohne Probleme. Trotz seiner leichten Bauweise ist der Gepard-Roboter laut Sproewitz dennoch robust. Zudem enthält er viele Standardkomponenten, was ihn günstig in der Herstellung macht.

Für die Kontrolle der Beine setzen die Forscher einen sogenannten Central Pattern Generator (CPG) ein. Der Begriff CPG stammt aus der Neuroanatomie und bezeichnet beim Menschen eine Ansammlung von Nervenzellen im Rückenmark, die in der Lage sind, Muskelbewegungen auszulösen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei motorischen Abläufen, die wir, haben wir sie einmal erlernt, quasi unbewusst ausführen. Dazu gehören Gehen, Laufen oder Schwimmen.

Sproewitz und sein Team haben mittels Computermodellierungen ein mögliches mathematisches Modell eines CPG errechnet, um dieses auf den Cheetah Cub Robot anzuwenden. Dies war laut Sproewitz eine der grössten Schwierigkeiten bei dessen Entwicklung.

Weiterentwicklung geplant

Derzeit arbeiten die Forscher daran, die Fortbewegungsfähigkeit des Gepard-Roboters zu verbessern, um ihn auch auf schwieriges Terrain wie Böschungen oder andere Gefälle vorzubereiten. Denn zukünftig soll der Roboter unter anderem für Forschungs- und Rettungseinsätze genutzt werden.

Eine Zusammenarbeit mit Geschäftspartnern gebe es derzeit noch keine, so Sproewitz. "Wir denken aber darüber nach." So haben die Forscher unter anderem eine Anfrage eines Unternehmens erhalten, das Cheetah Cub Robot als Spielzeug einsetzen möchte. Das ist naheliegend. Denn wer den Roboter in Aktion sieht, kann sich eines gewissen "Jöö-Effekts" nicht erwehren.