Pneumatik bei Robotern ist eine Effizienzfrage, wegen derer sich der Cheetah Robot oder Gepard-Roboter vom MIT sich mit der Hilfe von Motoren fortbewegt. Das kostbare Stück ist in einem neuen Video zu sehen, das die Geschwindigkeit und von der Natur inspirierte Laufmuster zur Schau stellt.
Eine entscheidende Metrik bei mobilen Robotern ist der Cost of Transport - sprich: Wie viel Energie muss investiert werden, um ein bestimmtes Gewicht bei einer bestimmten Geschwindigkeit in Bewegung zu versetzen. Je niedriger der COT, desto besser. Die aktuelle Version des Gepardenbots kommt auf einen COT von etwa 0,52 - erheblich besser als beim Big Dog von Boston Dynamics oder ASIMO, dem Zweifüßler-Roboter von Honda.
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In der Natur sieht es so aus, dass die Schwimmtiere die effizientesten Bewegungsmuster und den niedrigsten COT aufweisen. Flugtiere stehen an zweiter Stelle, danach kommen erst die Läufer. Der Cheetah Robot fällt in dieselben Bereiche wie Menschen, echte Geparde und Jagdhunde.
Die Herausforderung liegt in der flexiblen Reaktion der Gliedmaßen beim Aufprall, bei gleichzeitig hoher Kraft und Effizienz. Typischer Schwachstellen von elektrischen Motoren eben. Anstatt von mechanischen Dämpfern und Sprungfedern wird ein spezielles System genutzt, das die ansonsten schwierig zu steuernden Komponenten ersetzt.
Im Cheetah Robot, der unter andrem von Sangbae Kim des Massachussetts Institute of Technology entwickelt wird, setzen die Forscher die Motoren selbst als Dämpfer ein und nutzen die Energie des Abfederns zum weiteren Antrieb. Kevlarstreifen entlang der Beinsektionen wirken wie simulierte Sehnen und verstärken das Bein ohne viel Gewicht hinzuzufügen, eine flexible Wirbelsäule aus Polyurethan-Ringen und künstlichen Wirbeln soll elastische Energie im Gallopp speichern.
Bereits im ersten Testlauf soll der Gepard-Roboter effizient gelaufen sein, wo er etwa 5 Meilen pro Stunde (oder 8 km/h) auf das Laufband brachte. Auch im neuen Testlauf wird der Roboter seitlich stabilisiert, weil er ansonsten außer Kontrolle geraten würde. Im zweiten Lauf schaffte er bereits 22 km/h, zwar noch ein Stück von den anvisierten 30 mph entfernt, aber bereits beeindruckend.
Im neuen Video ist bereits zu sehen, wie der Gepard aus dem Trott in den Gallopp übergeht. Insgesamt wirkt die Bewegungsweise noch ziemlich brutal und ruckartig, wie es Motoren in so einem Konstrukt eben zustandebringen. Die Tatsache dass der Gepard bereits seine eigene Stromquelle (wenn auch noch als Dummy-Gewicht) tragen kann und dennoch sehr effizient unterwegs ist, macht das Projekt äußerst spannend. Im Schnitt braucht der Gepard 1 Kilowatt, also tausend Watt an Power. Später soll er seine Energie über 4 Li-Po-Akkus beziehen, die auf 22,2V Spannung laufen.
Wir können davon ausgehen, dass hier die eine oder andere interessante Entdeckung zu Antrieben auftaucht. Bemängelt wird an dem Konzept, dass keine dynamische Balanz wie beim Big Dog von Boston Dynamics eingesetzt wird, folglich zu wenig von tatsächlicher Biologie oder Biomechanik darin erkenntlich ist und womöglich Potenzial verschenkt wird.
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