Forschende bauen laufenden Roboterhund nach Vorbild echter Hunde

Forschende der EPFL in Lausanne haben einen Roboterhund entwickelt der dank Nachahmung der Bewegungen echter Hunde fast autonom laufen kann. Der Roboter wurde von Masterstudent Mickaël Achkar entworfen. Er analysierte die biomechanischen Prinzipien von Hunden und übertrug diese auf seinen Roboter.

“Ich wollte einen Roboter mit tierischen Eigenschaften konstruieren und dabei berücksichtigen, dass sich Tiere – wie auch Menschen – auf sehr vielfältige Weise bewegen”, sagt Achkar. “Aber die meisten dieser Bewegungen werden von nur wenigen Gelenken ausgeführt.”

Um dem Robotik-Design eine biologische Note zu verleihen, nutzte er einen offenen Datenbestand über Hunde. Durch die Anwendung der Hauptkomponentenanalyse konnte er die Hauptbewegungsachsen von Hunden extrahieren und für die Roboterentwicklung nutzen.

“Wir haben einen riesigen Datensatz über die Bewegungen von Hunden gefunden, und er war sogar als Open Source verfügbar”, sagt er.

Der Prototyp dieses Roboterhundes besteht aus Metallstäben als Knochen, 3D-gedruckten Rollen als Gelenken, dünnen Kabeln als Sehnen und einigen Schrauben. Interessanterweise konnte der Roboterhund, einmal in Bewegung versetzt, autonom laufen, ohne seine Steuermotoren zu aktivieren.

“Zuerst dachten wir, es könnte ein Zufall sein”, sagt Achkar. “Also haben wir das Design leicht verändert und den Roboter erneut getestet – und er konnte nicht mehr laufen. Das Gegengewicht nutzt Resonanz, um Energie zuzuführen.”

Ein zusätzliches Gegengewicht, ähnlich einem Pendel, wurde hinzugefügt, um die Bewegung zu erhalten und zu stabilisieren.

Francesco Stella, Doktorand bei CREATE und Betreuer des Projekts, fügt hinzu: “Wir haben den Körper des Roboters so konstruiert, dass er automatisch reagiert, so wie eine Forelle automatisch zu schwimmen beginnt, wenn sie ins Wasser gesetzt wird.”

Auch wenn der Roboter in der Lage ist, eine Geschwindigkeit von 6 km/h zu erreichen, betont Achkar, dass es nicht das Ziel ist, mit High-Tech-Roboterhunden zu konkurrieren:

“Unser Ziel ist es nicht, mit Hightech-Roboterhunden zu konkurrieren, sondern vielmehr, biologisch inspirierte Roboterdesigns zu erforschen. Das bedeutet, dass wir das grundlegende Design eines Roboters verfeinern und seine passiven Eigenschaften so verändern, dass nur noch einfache Steuersysteme benötigt werden – und das bei maximaler Leistungsfähigkeit des Roboters. Was wir hier gemacht haben – die Gelenke so zu konstruieren, dass sie zusammenarbeiten – hat sich bereits als nützlich für die Entwicklung von Roboterhänden und anderen Körperteilen erwiesen.”

Achkar, der seine Masterarbeit in Robotik abgeschlossen hat, plant, seine Forschungsergebnisse in den kommenden Monaten zu veröffentlichen und dann nach Montreal zurückzukehren.