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 Placebo-Effekt hilft nach Herzoperationen
11.01.2017 | Philipps-Universität Marburg

nachricht Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie