Vierbeiniger Roboter läuft über Wasser und soll Ertrinkende retten

Summary

Ein Forschungsteam des Shenzen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society (AIRS) und das Stevens Institute of Technology haben gemeinsam einen vierbeinigen Roboter entwickelt, der über das Wasser laufen, Ertrinkende aufspüren und sie retten kann. Der als QuadBoat bezeichnete Roboter nutzt dazu bootartige Füße. Weiterlesen nach der Anzeige QuadBoat orientiert sich an Jagdspinnen (auch Fischerspinnen), die mit ihren acht Beinen über die Wasseroberflächen von Teichen, Seen und langsam fließenden Gewässern laufen können. Die Insekten nutzen dabei die Oberflächenspannung des Wassers aus und verteilen ihr Körpergewicht über ihre langen, wasserabweisenden Beine auf das Wasser, um nicht unterzugehen. Der QuadBoat-Roboter nutzt dagegen ein anderes Prinzip. Er besteht aus einem zentralen Körper und hat lediglich vier Beine, an dessen Enden sich bootsförmige Füße befinden. Sie sorgen für den nötigen Auftrieb, damit sich der Roboter über Wasser halten kann, wie die Wissenschaftler in der Studie „Design and Control of the "QuadBoat": A Quadruped Surface Vehicle for Drowning Rescue“ (PDF) schreiben, die im Preprint auf Arxiv erschienen ist. Die Beine können einzeln elektromotorisch bewegt werden. Unter den Füßen befindet sich jeweils ein elektrischer Propellerantrieb, um nicht nur über das Wasser laufen zu können, sondern auch auf der Stelle manövrieren zu können und dem Roboter Stabilität zu geben. Der Antrieb ist so geschützt, dass der Roboter auch an Land laufen kann. Mit vier Beinen übers Wasser Für die Koordination der Beine sorgt eine inverse Kinematik. Mit ihr kann der Roboter seine Haltung anpassen und sich in verschiedene Richtungen bewegen. Um QuadBoat lenken und stabilisieren zu können, entwickelten die Forscher ein Steuerungssystem, das eine kaskadierte modellprädiktive Regelung (Model Predictive Control– MPC) mit einem PID-Regler (Proportional Integral Differential – PID) kombiniert. Der Roboter ist durch seine aktiv anpassbare Körperhaltung präzis...