Roboter "Athlete" sprintet wie Menschen

Ingenieure an der Universität Tokio arbeiten mit „Athlete“ an einem Roboter, der so dynamisch wie menschliche Sprinter läuft. Statt auf motorgetriebene Gelenke setzt das Team um Ryuma Niiyama auf einen Nachbau des menschlichen Bewegungsapparates. Die Forscher haben eine künstliche Oberschenkelmuskulatur umgesetzt und nutzen ein federndes Unterschenkelelement.

Dabei macht sich das Team zunutze, dass das menschliche Bein federnde Bewegungen ausführt. Zudem war der südafrikanische Behindertensportler Oscar Pistorius eine wichtige Inspiration, so Niiyama gegenüber IEE Spectrum. Denn der als „Blade Runner“ bekannte Sprinter nutzt zwei Unterschenkel-Laufprothesen, denen das untere Roboterbein stark ähnelt.

Menschliche Beine

Die meisten gehenden Roboter haben starre Beine und laufen, indem sie mit Motoren die Stellung ihrer Gelenke ändern. Das Ergebnis ist zwangsweise ein robotischer Gang, denn bei Menschen und Tieren sind Muskeln und Sehnen für die Bewegung verantwortlich. Das japanische Team hat daher ein System aus sechs pneumatischen Aktuatoren gebaut, die verschiedenen Oberschenkelmuskeln wie beispielsweise Adduktoren entsprechen.

Das gebogene, federnde Unterschenkelelement ist im Vergleich dazu vergleichsweise einfach. Das Grundprinzip ist aber gerade im Laufsport praxisbewährt. Immerhin hat der Südafrikaner Pistoris mit seinen Prothesen die 100 Meter schon in unter elf Sekunden geschafft und strebt an, sich über die 400-Meter-Strecke für die Olympischen Spiele 2012 in London zu qualifizieren.

Kleine Schritte

Davon, sich mit menschlichen Sportlern zu messen, ist Athlete noch ein gutes Stück entfernt. Zwar steuert der Roboter seine künstlichen Muskel in einem Muster, das genau dem menschlicher Läufer entspricht. Allerdings gelingt es dem künstlichen Sprinter noch nicht, länger als ein paar Schritte die Balance zu halten, ehe er ins Stolpern gerät. Immerhin startet Athlete schon beachtlich los, wie ein von Niiyama veröffentlichtes YouTube-Video zeigt. Bis er einen 100-Meter-Lauf sturzfrei absolviert, dürfte es aber noch dauern.

YouTube-Video zu Athlete: http://www.youtube.com/watch?v=bXqUjiNw8fo