Auf kleinen Raupen durch die Welt

News: Auf kleinen Raupen durch die Welt

Roboter werden immer kleiner, ohne dabei an Beweglichkeit und Funktionalität einzubüßen. Nun präsentierten amerikanische Wissenschaftler und Ingenieure ein neues Miniaturfahrzeug, das selbständig, von einem kleinen Computer gesteuert, manövrieren kann und dabei auch noch Messdaten sammelt.

Thorsten Krome

Die Evolution der Roboter schreitet voran: Auf der einen Seite können sie immer komplexerer Aufgaben selbstständig bewältigen – erlernen das Gehen, jonglieren Bälle und spielen Fußball –, auf der anderen Seite, lassen sie sich immer kleiner herstellen. Bereits 1996 bauten Wissenschaftler und Ingenieure in den Sandia National Laboratories das erste autonome Roboterfahrzeug – das Mini Autonomous Robot Vehicle (MARV). Es war ungefähr so groß wie ein Tischtennisball und hatte schon die nötige Stromversorgung, Sensoren und einen kleinen Computer an Bord.

Die Forscher der Sandia National Laboratories entwickelten nun die Technik der vergangenen Jahren weiter und stellten so einen Roboter her, der Platz auf einer Zehn-Pfennig-Münze hat und auf einem Markstück wenden kann. Bevor es jedoch soweit war, mussten zahllose Verbesserungen an Elektronik, Gehäuse und Antrieb gemacht werden.

Ed Heller entwickelte die neue Elektronik des kleinen Kerls. Er erklärt: "Frühere Roboter bestanden aus eingepackten elektronischen Bauteilen, die voluminös waren und viel Platz schluckten. Dadurch dass wir die Verpackung entfernten und würfelförmige Komponenten benutzten, konnten wir den Platz für die Elektronik deutlich reduzieren."

Mit Hilfe der so genannten Stereolithographie stellte Doug Adkins ein neues Gehäuse für das Minigefährt her. Bei dieser Methode entsteht die Struktur lagenweise, indem ein Laser den gewünschten Plan in einen flüssigen Polymerharz zeichnet und ihn so aushärtet. Auf diese Weise lässt sich ein leichtes, aber nichtsdestotrotz stabiles Gerüst formen, das die Elektronik, die Batterien, die Achsen und die zwei kleinen Motoren des Fahrzeugs aufnimmt.

Adkins verbesserte auch den Antrieb. Frühe Modelle hatten noch normale Räder; leider war die Beweglichkeit durch die kleinen Abmessungen der Räder aber arg eingeschränkt. Daher kam ihm eine Idee: "Ich dachte darüber nach, wie sich Panzer mit Kettenantrieb selbst über große Hindernisse hinwegbewegen und erkannte, dass auch die Miniroboter von einem ähnlichen Antrieb profitieren könnten."

Schließlich nimmt den größten Teil des Roboter die Stromversorgung ein. Sie besteht zur Zeit noch aus drei Uhrenbatterien. Hier könnte auch noch einiges verbessert werden: "Die Batterien waren sowohl wegen ihrer Größe als auch ihrer kurzen Lebenszeit das Hauptproblem. Sie müssen noch länger halten und noch kleiner werden."

Bislang ist der winzige Roboter neben Antrieb und Stromversorgung mit einem acht Kilobyte großen ROM-Prozessor und einem Temperatursensor ausgestattet. In weiteren Ausbaustufen soll er eine Miniaturkamera, ein Mikrofon, Kommunikationselektronik und einen chemischen Sensor erhalten. Damit ist dann das Gerät zum Beispiel für Streifzüge durch Rohrleitung ausreichend gewappnet und kann auf die Suche nach bestimmten Chemikalien gehen. Auch die Kommunikation zwischen mehreren Robotern soll möglich werden, sodass in Zukunft einmal ein ganzes Heer von ihnen wie Insekten ausschwärmen könnte, um Informationen über ein unzugängliches Gebiet zu sammeln und an eine Basisstation zu schicken.