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Robotische Schlange lernt Tricks der Seitenwinder-Klapperschlange

Robotische Schlange lernt Tricks der Seitenwinder-Klapperschlange

Die Seitenwinder-Klapperschlange (Crotalus cerastes) oder auch Sidewinder hat äußerst kuriose Bewegungsmuster, die das Auf- und Absteigen von Sanddünen zu einem Kinderspiel für sie machen. Anderenfalls würde die Schlange vermutlich abrutschen, wenn die Steigung einer Düne etwas stärker ausfällt.

Die Forschungsergebnisse finden sich im aktuellen Science Magazine. Mit reflektiven Markern wurden die Schlangenkörper quasi zum Motion-Capturing-Darsteller und erlaubten den Wissenschaftlern, bisherige Annahmen über die Fortbewegung über Bord zu werfen: Die Beobachtungen deckten sich nämlich nicht mit der ursprünglichen Vermutung, dass Sidewinder sich wie Menschen etwas tiefer in die steile Düne versenken müssten.

Dank den kooperativen Schlangen, die sich laut den Experimentatoren als äußert unkomplizierte Forschungspartner herausstellten, zeigte sich unter Anwendung von Hochgeschwindigkeitskameras ein anderes Phänomen: Je höher die Steigung, desto flacher die Körperhaltung des Tiers - so beobachteten US-Forscher die Schlangen auf künstlich erzeugten Dünen in der Forschungsumgebung. Weitere Videos und Bilder gibt es beim BBC.

Die empirisch erlangte Einsicht wurde auf ein robotisches Schlangenmodell angewendet und in die Erarbeitung einer verbesserten Strategie (die sich auch auf weitere Roboter übertragen lässt) eingebracht. Interessanterweise beherrscht nur die Sidewinder diese clevere Strategie, sämtliche Verwandten des Tieres konnten besagte steile Dünen nicht überwinden. Bis auf eine, die in bester Akkordionmanier eine sehr sehr lange Reise an den Gipfel hatte.

Weitere gelernte Tricks umfassen außerdem die Kombination der vertikalen und horizontalen Wellenbewegungen der Schlange, die in unterschiedlichen Phasen (Timings) ablaufen. Trifft man den richtigen Rhythmus für beide Richtungen, klappt es mit dem Seitenwinden. Weder zu viel noch zu wenig Kontakt muss mit dem Sand gemacht werden, damit der Roboter nicht vorne oder hinten überfällt.

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Wer einmal einen sandigen Berg oder eine Düne herabsteigen wollte, weiß wie leicht es ist dabei eine Mini-Lawine auszulösen. Selbige Herausforderung stellt sich auch für einen Roboter, der auf die Anpassung der vertikalen Wellenhöhe angewiesen ist. Gerade genug Antrieb muss mit dem ungewollten Lösen von Sand recht präzise kombiniert werden.

Das Team von Dr. Goldman arbeitet nun mit Robotik-Spezialisten der Carnegie Mellon Universität in Pittburgh zusammen. Der sandige Aufstieg mit körnchenförmigem Untergrund war bislang eine große Herausforderung, die Roboter künftig dank der Tricks einer Sidewinder beherrschen dürften. Roboter in Schlangenform sind übrigens eine interessante Wahl für archäologische Dienste, Rettungsoperationen (mit Kameras und Lichtern) und generell jegliche schmalen und unterirdischen Spalten, Ruinen oder Unfallzonen.


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