Fliegen, hüpfen, laufen, kriechen und schwimmen - so kommen die meisten Tiere von A nach B. Klingt einfach, doch die Bewegungsabläufe sind komplex, optimiert über Millionen von Jahren. Da erscheinen die menschlichen Imitationsbemühungen wie ein Wimpernschlag: 1968 entwickelten Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) den ersten mobilen Roboter.
Seitdem wollen Robotiker die Bewegungen der Tiere kopieren. Wie nützlich wäre doch ein Roboter, der sich durch Trümmerberge schlängeln kann wie eine Eidechse durch Sand. Oder eine Maschine, die über unwegsames Gelände so schnell rennt wie ein Gepard.
Finanziert vom Militär
An diesem Sprinter orientiert sich ein vierbeiniger Roboter, den Forscher am MIT entwickelt haben. Doch noch kommt die künstliche Wildkatze nicht an einen Geparden aus Fleisch und Blut heran: Die Maschine galoppiert mit 16 Kilometern pro Stunde dahin, ein Gepard schafft kurzzeitig über 100 km/h und sieht dabei noch ziemlich ästhetisch aus.
Die Geparden erreichen diese Geschwindigkeiten, indem sie sich mit den Hinterbeinen vom Boden abstoßen und durch die Luft fliegen, bis die Vorderbeine den Flug abfangen. Die Forscher vom MIT arbeiten daran, diese Fähigkeit auch dem Robo-Gepard zu verleihen. Bislang kann er 33 Zentimeter hoch springen, ohne das Gleichgewicht zu verlieren.
Gefördert wird das Projekt von der US-amerikanischen Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), der Entwicklungsabteilung des Pentagon. Gerade das Militär hat Interesse an Robotern, die Menschen in Gefahrensituationen ersetzen.
Die SZ-Redaktion hat diesen Artikel mit einem Inhalt von Youtube angereichert
Abtauchen wie ein Sandfisch
Bei Rettungseinsätzen, etwa nach einem Erdbeben, könnte auch ein Roboter des Georgia Institute of Technology zum Einsatz kommen. Dieser imitiert die Bewegungen der Eidechse Scinus scinus. Die afrikanische Echsenart taucht wie ein Fisch kopfüber in den Sand und schwimmt durch die Wüste, daher hat sie ihren englischen Namen Sandfish.
Der Schlangenroboter bewegt sich ähnlich. Sieben Elektromotoren, die zusätzlich mit Sensoren für die Winkelbestimmung ausgestattet sind, bringen ihn zum Schlängeln. Für das Abtauchen sind die Kopfform sowie die Kopfneigung entscheidend. Die Ingenieure setzten deshalb einen spitzdachförmigen Holzklotz an das Ende der Motorschlange, der sich auf und ab neigen kann. So taucht der Roboter in eine gelbe Kugelmasse ein.
Die SZ-Redaktion hat diesen Artikel mit einem Inhalt von Youtube angereichert
Kriechen wie ein Seestern
Eine Hürde macht den Wissenschaftlern bei der Entwicklung zu schaffen. Die derzeit verfügbaren Bauteile machen ihre Maschinen hart, starr und zerstörbar - es fehlt die Geschmeidigkeit der Natur. Zunehmend versuchen Ingenieure deshalb, auch weiche Roboter zu entwickeln. Ein Exemplar präsentierten jetzt Forscher der Harvard University. Der Roboter besteht auch Silikon und trotzt Eis und Feuer. Ein Auto kann über ihn rollen, ohne ihm etwas anzuhaben. Er bewegt sich wie ein vierarmiger, hautfarbener Seestern und sieht auch so aus.
Den Körper der Seesterne durchzieht ein Kanalsystem, das mit Flüssigkeit gefüllt ist. Die Tiere bewegen sich, indem sie Flüssigkeit durch die Kanäle pumpen und so die zahlreihen Füßchen an der Bauchseite ausstrecken oder einziehen. Der Seesternroboter macht es ähnlich, Druckluft strömt durch seine Kanäle.
Die SZ-Redaktion hat diesen Artikel mit einem Inhalt von Youtube angereichert
Die Harvardforscher tüfteln auch an einem hüpfenden Roboter. Dessen hautfarbener Silikonkörper besteht aus drei Armen und einer Kammer im Zentrum. Dort speichert er ein explosives Gemisch aus Butangas und Sauerstoff. Entzündet ein Funken das Gemisch, springt der Roboter 60 Zentimeter hoch. Seine Arme steuern die Richtung des Sprungs.
Die SZ-Redaktion hat diesen Artikel mit einem Inhalt von Youtube angereichert
Springen wie eine Raupe
Eine effektive Bewegungsart, der hüpfende Roboter ist etwas schneller als der künstliche Seestern. An der Tufts University wird das Prinzip ebenfalls erforscht. Die Entwickler dort haben einen Roboter gebaut, der sich an Raupen orientiert: Bei Gefahr katapultieren die Tiere sich in die Höhe, ringeln sich zusammen und rollen davon. Zielgerichtet ist diese Fortbewegungsart allerdings weniger - auch nicht bei dem tierischen Vorbild.