Von der Wüstenhexe bis zum Avocado-Roboter: Robotik-Systeme können eine Vielzahl auch ungewöhnlicher Formen annehmen.

Von der Wüstenhexe bis zum Avocado-Roboter: Robotik-Systeme können eine Vielzahl auch ungewöhnlicher Formen annehmen. (Bild: ANX)

Ist von Robotern die Rede, dann sind meistens Knickarmroboter (vor allem in der Industrie) oder humanoide - also menschenähnliche - Systeme (in Film und Fernsehen) gemeint. In Ausnahmefällen kommen noch Delta- oder Scara-Roboter oder Roboter-Hunde vor: Diese 10 Begriffe aus der Robotik sollten Sie kennen. Doch die weite Welt der Robotik ist viel bunter und vielfältiger, als man denkt. Das beweisen die folgenden Beispiele von Robotern, die anders aussehen als gewohnt:

HMR: die Wüstenhexe des 21. Jahrhunderts

Kann fliegen oder rollen: der Hybrid-Roboter HMR von Revolute Robotics
Kann fliegen oder rollen: der Hybrid-Roboter HMR von Revolute Robotics (Bild: Revolute Robotics)

In alten Western rollen gerne die "Tumbleweeds" oder auf Deutsch "Wüstenhexen" durch die verlassenen Straßen, vom Wind durch die Gegend geblasene Bälle aus Stroh und anderen Pflanzenresten. Davon haben sich offenbar die Entwickler von Revolute Robotics - passenderweise angesiedelt in Arizona - bei ihrem Hybrid Mobility Robot (HMR) inspirieren lassen. Durch die Kombination einer Flugdrohne mit einer Art kugelförmigem Exoskelett kann der HMR - ausgesprochen "Hammer" - wechselweise fliegen und rollen, genau wie die Tumbleweeds.

Noch ist der Wüstenrollfliegroboter im Prototypenstatus. Doch einmal fertig entwickelt, soll er vor allem für Menschen riskante Aufgaben in Bereichen wie der Inspektion von Industrieanlagen oder im Bereich der Verteidigung übernehmen. Dazu kann die rund 50 Zentimeter messende Kugel in der Mitte verschiedene Nutzlasten aufnehmen wie diverse Kameras und Sensoren.

Nimble One: der Shape Shifter

Kann seine Form verändern und damit auch schwierige Aufgaben wie das Türöffnen bewältigen: Aru
Kann seine Form verändern und damit auch schwierige Aufgaben wie das Türöffnen bewältigen: Aru (Bild: Nimble One)

Was kommt dabei heraus, wenn man ein Dutzend Gelenke und vier kleine Räder kombiniert? Der Aru von Nimble One! Der Aru ist ein Roboter, der aufgrund seiner Struktur seine Form verändern und sich so verschiedenen Umgebungen leicht anpassen kann. Wie das in der Realität funktioniert, zeigt das folgende Video:

Nimble One ist ein junges Robotik-Startup mit Sitz im historischen Zentrum von Toulouse in Frankreich.  Mit dem Aru hat es einen mobilen Roboter für Inspektion, Wartung und Zusammenarbeit mit Menschen in anspruchsvollen Umgebungen entwickelt. Aru verfügt über einige spezielle Eigenschaften: Er ist von Haus aus stabil und navigiert damit problemlos in unsicheren Umgebungen. Dazu kann er abwechselnd gehen oder fahren und passt dabei seine Form an die Hindernisse an, mit denen er konfrontiert wird.

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Evobot: stabil auf zwei Rädern

Der Evobot bei seiner Erprobung auf dem Münchner Flughafen.
Der Evobot bei seiner Erprobung auf dem Münchner Flughafen. (Bild: Fraunhofer IML / Sebastian Beierle)

Mit dem Evobot hat das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML den Prototyp eines dynamisch stabilen Roboters auf zwei Rädern entwickelt. Er behält in jeder Situation das Gleichgewicht, ist bis zu 10 m/s schnell und kann Dinge vom Boden oder vom Förderer greifen und dem Menschen reichen. Das verdankt er dem Prinzip des inversen Pendels, das ohne Gegengewicht auskommt.

Auf dem Flughafen München wurde er bereits einem ersten Praxistest unterzogen:

Evobot ist in der Lage, Objekte wie Kisten und Pakete zu transportieren und sie aus jeder Höhe aufzunehmen und abzusetzen, die die Länge seiner Arme zulässt. Er kann Rampen und Kanten bewältigen – und auch holpriges Pflaster. Der zentrale Vorteil: Mit Evobot lassen sich viele intralogistische Aufgaben bewältigen, für die bislang unterschiedliche Robotertypen im Einsatz sind.

Entwickelt haben die Forschenden des Fraunhofer IML den Roboter auch mithilfe eines neuen Forschungszweigs: der Simulationsbasierten Künstlichen Intelligenz. Dank moderner Grafikkarten lassen sich damit hochkomplexe Vorgänge in Echtzeit simulieren und mit dem Verhalten der realen Fahrzeuge abgleichen. Je mehr sich die Differenz von Modell und Realität reduziert, umso mehr wird der Roboter zum cyberphysischen Zwilling der Simulation.

Jellyfish-Bot: Roboter-Qualle soll die Meere retten

Agieren im Team: zwei Jellyfish-Bots beim Abtransport einer Mundnasen-Schutzmaske.
Agieren im Team: zwei Jellyfish-Bots beim Abtransport einer Mundnasen-Schutzmaske. (Bild: MPI-IS)

Viele Menschen finden Quallen eklig. Doch der Jellyfish Bot könnte die Weltmeere von Müll befreien. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart konstruierten einen quallenähnlichen Roboter, der vielseitig einsetzbar, energieeffizient und nahezu geräuschlos ist.

„Wenn eine Qualle nach oben schwimmt, kann sie Gegenstände auf ihrem Weg fangen, indem sie Strömungen um ihren Körper erzeugt. So sammelt sie auch Nährstoffe. Auch unser Roboter lässt Wasser um sich herum zirkulieren. Diese Funktion ist nützlich, um Objekte wie Müllpartikel einzusammeln, erklärt Tianlu Wang, Postdoc in der Abteilung Physische Intelligenz am MPI-IS. Die Maschine hat keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt oder die Meeresbewohner und ist fast geräuschlos. Der Roboter arbeitet dabei sogar schneller als andere vergleichbare Erfindungen und erreicht eine Geschwindigkeit von bis zu 6,1 cm/s. Außerdem benötigt Jellyfish-Bot nur eine geringe Leistung von etwa 100 mW.

Die Roboter-Avocado: Am Seil durch den Regenwald wie Tarzan

Ein Seil, zwei Rotoren: damit bewegt sich der Avocado-Robot durch die Baumwipfel des Regenwaldes.
Ein Seil, zwei Rotoren: damit bewegt sich der Avocado-Robot durch die Baumwipfel des Regenwaldes. (Bild: Schweizerischer Nationalfonds)

Tarzan war ja bekannt dafür, sich im Dschungel per Liane von Baum zu Baum zu schwingen. So ähnlich soll sich in Zukunft auch ein Roboter durch das Blätterdach des Regenwalds manövrieren und für Forschende Daten über diesen schwer zugänglichen Lebensraum sammeln. Er heißt Avocado und sieht auch ein bisschen so aus: Der innovative Roboter, den Forschende der ETH Zürich derzeit entwickeln, hat ein robustes Gehäuse, dessen Form der grünen Frucht ähnelt. Darin verbirgt sich eine Technik, die es dem Roboter ermöglicht, autonom durch Baumkronen zu navigieren. Dabei wird der Roboter mit einem Seil an einem hohen Ast des Baumes befestigt und von dort in dessen Krone heruntergelassen. Mit einer integrierten Seilwinde kann er sich dann selbständig nach oben und unten bewegen und mithilfe von zwei Rotoren auch um Hindernisse manövrieren.

Migo Ascender: der Treppen-Sauger

Zwei Beine und ein Sauger: Der Ascender von Migo Robotics.
Zwei Beine und ein Sauger: Der Ascender von Migo Robotics. (Bild: Migo Robotics)

Staubsauger-Roboter sind ja wirklich eine tolle Sache - solange man nicht in einer Maisonette-Wohnung oder einem mehrstöckigen Einfamilienhaus wohnt. Treppensteigen ist einfach keine beliebte Tätigkeit bei Robotern. Für Abhilfe sorgt nun der Ascender von Migo Robotics, den der Entwickler als ersten treppensteigenden Saugroboter der Welt bezeichnet. Auf Kickstarter hat das Projekt bereits mehr als zwei Millionen Euro eingesammelt, was die Bedeutung des Themas verdeutlicht. Und es sieht einfach sehr schnuckelig aus, wenn der Ascender nach und nach seine beiden Beinchen ausklappt, um eine Stufe nach der anderen zu nehmen, wie das folgende Video zeigt:

Coyote III: der Abseil-Roboter

Auf Lanzarote über der Roboter Coyote III das Abseilen in den Untergrund.
Auf Lanzarote über der Roboter Coyote III das Abseilen in den Untergrund. (Bild: Tom Becker / DFKI)

Bei künftigen Weltraummissionen sind spezielle Fähigkeiten gefragt, bei Mensch wie Maschine. Roboter üben schon einmal für eine autonome Monderkundung: zum Beispiel das Abseilen in den Untergrund. Höhlen sind zum Beispiel für die Mond-Exploration besonders interessant, weil sie Schutz vor Strahlung, Meteoriten und Temperaturschwankungen gewähren. Auch wichtige Ressourcen wie gefrorenes Wasser werden im lunaren Untergrund vermutet.

Ein Szenario wurde vom DFKI auf der Kanareninsel Lanzarote erprobt. Es sieht vor, dass drei autonome Rover gemeinsam den Eingang einer Lavahöhle, das sogenannte Skylight, untersuchen. Mithilfe des Sensorwürfels LUVMIX erhält das Team erste Informationen aus dem Inneren der Höhle. Auf Basis dieser Daten ermitteln die Systeme eine geeignete Stelle, an welcher der robuste SherpaTT den kompakten Coyote III mithilfe eines Seilzugs hinablassen kann.

Der Autor: Peter Koller

Peter Koller
(Bild: Anna McMaster)

Gelernter Politik-Journalist, heute News-Junkie, Robotik-Afficionado und Nerd-Versteher. Chefredakteur des Automatisierungsmagazins IEE. Peter Koller liebt den Technik-Journalismus, weil es das einzige Themengebiet ist, wo wirklich ständig neue Dinge passieren. Treibstoff: Milchschaum mit Koffein.

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