Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Langsame Roboter sind schneller auf Sand

11.02.2009
Bewegungsstudie verspricht verbesserte Entwicklungsarbeit

Körnige Böden wie beispielsweise Sand sind für moderne mobile Roboter relativ schwer zu bewältigen. Abhilfe verspricht nun eine Forschungsgruppe am Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), die das Problem der Roboterbewegung auf körnigen Untergründen systematisch untersucht hat. Eine ihrer Erkenntnisse ist, dass Roboter auf sandigem Boden ihre Beine langsamer bewegen sollten, um besser voranzukommen.

"Wenn der Roboter seine Beine zu schnell rotiert oder der Sand lose genug ist, geht der Roboter von einer schnellen Geh- in eine langsame Schwimmbewegung über", erklärt Daniel Goldman, Assistenzprofessor für Physik am Georgia Tech. "Unsere Studie kann helfen, bessere Roboter zu entwickeln, da wir nun beginnen zu verstehen, wie Beine und Böden interagieren", meint er gegenüber pressetext. Davon könnten etwa die Planetenforschung und das Militär profitieren.

Das Problem der Bewegung auf körnigen Böden ist von großer Bedeutung für die Robotik. "In der Natur kommen verschieden grob-körnige Materialien an vielen Orten vor, etwa an sandigen Stränden, als Blätterbelag in Wäldern oder auf schneebedeckten Berghöhen", erklärt Haldun Komsuoglu, Robotiker an der University of Pennsylvania, gegenüber pressetext. Er war an der Entwicklung des sechsbeinigen Roboters "SandBot" beteiligt, mit dem nun in Georgia experimentiert wurde.

Als Teststrecke kam dabei ein etwa 2,4 Meter langer mohngefüllter Behälter zum Einsatz, wobei die Dichte des Mohnuntergrundes mittels eingeblasener Luft variiert werden konnte. "Wir haben auch Experimente mit feinen Glasperlen durchgeführt, die Wüstensand ähnlicher sind. Dabei gab es keine qualitative Veränderung der Ergebnisse", betont Goldman.

Die Forscher haben beobachtet, dass das Wechselspiel zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Roboterbeine und der Dichte des Bodenmaterials für die Qualität der Bewegung ausschlaggebend ist. Schon geringste Veränderungen der Dichte können dabei den Unterschied zwischen schneller Bewegung und langsamem Schwimmen ausmachen, so Goldman.

"Wir haben eine ähnliche Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Beinrotationsfrequenz beobachtet", fährt der Wissenschaftler fort. Besonders bei schneller Rotation und einem Eintauchen der Beine in den Boden mit hoher Geschwindigkeit sowie sehr losem Untergrund gab es für den Roboter kaum mehr ein Vorankommen. Der Effekt ist ähnlich dem Durchdrehen der Räder eines Autos auf Sand, bestätigt Goldmann gegenüber pressetext.

Die Ergebnisse sollen die Entwicklung zukünftiger Roboter beeinflussen. Eine Vision sind intelligente Systeme, welche die Art des jeweiligen Untergrundes erkennen und die Bewegung ihrer Beine entsprechend anpassen können. Die Untersuchung könnte sich auf viele Anwendungsgebiete auswirken, wie beispielsweise die Erkundung anderer Planeten. "Da manche Himmelskörper wie Mond oder Mars keine besonders dichte oder gar keine Atmosphäre haben, sind sie mit einer feinen Staubschicht ähnlich irdischen Wüsten bedeckt", erklärt Komsuoglu. Gerade Sandansammlungen seien ein Hindernis, dem bisherige Mars-Rover der NASA ausweichen mussten. Irdische Brandungs- und Strandregionen wiederum sind Gelände, die militärische Operationen behindern.

"Effektive Aufklärung und Nutzlast-Ablieferungen in diesen Umgebungen sind mit derzeit auf dem Markt erhältlichen unbemannten Bodenfahrzeugen wie 'Talon' oder 'PackBot' nicht möglich", sagt Komsuoglu. Die aktuelle Forschung könnte helfen, effizientere robotische Plattformen fürs Militär zu entwickeln. Aber nicht nur die Robotik kann von den Forschungsergebnissen profitieren, so Goldman. Das entwickelte Modell zur Beschreibung von Bewegung auf körnigen Medien werde auch Biologen helfen zu verstehen, wie sich Tiere scheinbar mühelos über diverse schwierige Untergründe bewegen können.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.gatech.edu
http://www.upenn.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Speiseröhrenkrebs einfacher erkennen
06.03.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen