Ein leichter humanoider Roboter, der von Forschern in China entwickelt wurde, verhält sich nicht wie die meisten Roboter. Er dehnt sich aus, schrumpft und verändert seine Form, je nachdem, wohin er sich bewegen muss. In voller Höhe steht er höher als die Taille eines Menschen. Im deflierten Zustand faltet er sich zu einer Form, die näher an einem Bündel aus Stoff und Gelenken liegt. Der Roboter wiegt 4,5 Kilogramm und basiert auf aufblasbaren Strukturen anstelle von starren Rahmen. Er kann langsam gehen, über den Boden krabbeln, auf Wasser schwimmen und mit Hilfe durch die Luft getragen werden. Die Forschung konzentriert sich weniger auf Geschwindigkeit oder Präzision, sondern vielmehr auf physische Anpassungsfähigkeit. Es wird untersucht, was passiert, wenn eine Struktur nachgibt, anstatt sich zu widersetzen.
Ein formverändernder Roboter inspiriert vom menschlichen Körper
Anstelle von Metallstützen verwendet der Roboter wachsende Verbindungen, inspiriert von der Art und Weise, wie menschliche Knochen sich entwickeln. Jedes Glied enthält eine mit Luft gefüllte Kammer, die in Stoff, Kabel und leichte Führungen eingewickelt ist. Wenn der Druck steigt, streckt sich das Glied, bleibt jedoch in etwa ausgerichtet. Wird Luft abgelassen, verkürzt es sich, ohne vollständig zusammenzubrechen. Dieses Design ermöglicht es jedem Glied, sich auf mehrere Male seiner ursprünglichen Länge zu dehnen. Obwohl die Bewegung nicht besonders elegant ist, behält der Roboter seine Form unter Last. Jedes Glied ist leicht genug, sodass die Gesamtmasse des Roboters niedrig bleibt, was seine Interaktion mit dem Boden und den in der Nähe befindlichen Personen verändert.
Größenänderung wird Teil der Bewegung
Der Roboter kann seine Höhe von unter einem halben Meter auf mehr als 1,3 Meter erhöhen. Außerdem kann er seinen Körper verengen und sich absenken, um durch kleine Öffnungen zu passen. In Tests bewegte er sich durch Spalten, die die meisten humanoiden Roboter stoppen würden. Im deflierten Zustand passt das gesamte System in eine kompakte Box. Von dort aus kann er herausgehen und sich wieder aufpumpen. Diese Änderungen erfolgen nicht schnell und sind nicht nahtlos. Sie fühlen sich mehr wie Anpassungen als wie Transformationen an. Dennoch ermöglichen sie es dem Roboter, Räume zu besetzen, die starre Maschinen normalerweise meiden.
Vorsichtiges und zurückhaltendes Gehen
Das Gehen mit weichen, aufblasbaren Beinen führt zu Instabilität. Die Glieder biegen sich leicht unter dem Gewicht, was das Gleichgewicht des Roboters während der Bewegung verschiebt. Um dies zu bewältigen, setzten die Forscher auf höheren Luftdruck und kleine Motoranpassungen. Der Roboter geht langsam, insbesondere wenn er vollständig ausgefahren ist. Bei kürzeren Höhen wird er steifer und etwas schneller. Der Gang ist vorsichtig, mit Pausen und Korrekturen. Es gibt keinen Versuch, dies zu verbergen. Die Bewegung spiegelt die darunterliegende Struktur wider, anstatt gegen sie zu kämpfen.
Krabbeln entsteht durch Zusammenarbeit
Gemäß dem Forschungsartikel „Bioinspirierter wachsender humanoider Roboter mit knochenähnlichen Verbindungen für vielseitige Mobilität“ kann der Roboter auch krabbeln, indem er seine Beine neu konfiguriert und seinen Körper absenkt. Dieser Übergang würde normalerweise leistungsstarke Motoren erfordern, doch das Schrumpfen der aufblasbaren Glieder verringert die Belastung. Das Krabbeln selbst entsteht nicht nur aus Motoren oder allein durch Inflation. Es tritt erst auf, wenn beides zusammen verwendet wird. Teile des Körpers heben sich, während andere sich ausdehnen oder zusammenziehen, wodurch die Reibung in einigen Bereichen verringert und in anderen erhöht wird. Mit einer externen Luftquelle erhöht sich die Krabbelgeschwindigkeit merklich. Ohne sie ist der Fortschritt minimal. Die Bewegung fühlt sich improvisiert an, näher an einem sich verlagern Gewicht als an einem programmierten Schritt.
Das Wasser offenbart ein weiteres Verhaltensspektrum
Da ein großer Teil des Volumens des Roboters Luft enthält, schwimmt er leicht. Mit einer wasserdichten Hülle kann er Lasten tragen, die weit schwerer sind als sein eigenes Gewicht, während er gleichzeitig schwimmfähig bleibt. Im Wasser bewegt sich die Beine in einem Muster, das lose einem menschlichen Brustschwimmen ähnelt. Der aufblasbare Oberkörper hilft, den Roboter nach oben zu neigen, was die Bewegung durch das Wasser verbessert. Mit hinzugefügten Flossen und Gewichten kann er sogar über die Oberfläche gleiten. Diese Verhaltensweisen sind langsam und überlegt, erweitern jedoch die Umgebungen, die der Roboter betreten kann.
Die Weichheit verändert das Erscheinungsbild von Misserfolg
Die Anpassungsfähigkeit des Roboters verändert, was passiert, wenn etwas schiefgeht. Er kann fallen, mit Objekten kollidieren oder grob behandelt werden, ohne Verletzungen zu verursachen oder seine eigene Struktur zu brechen. Aufpralltests zeigten, dass geringere Kräfte die internen Komponenten im Vergleich zu starren Designs erreichen. Einige Bewegungen speichern Energie in den flexiblen Gliedern, die dann plötzlich freigesetzt wird, wie zum Beispiel bei einem Kick. Dieser Vorgang ist nicht eng kontrolliert. Er ist ein Nebenprodukt der Materialien und der Anordnung. Das Design wirft Fragen zur Präzision und Effizienz auf, legt jedoch nahe, dass ein anderes Gleichgewicht zwischen Kontrolle und Struktur besteht, das keine makellosen Ergebnisse verlangt.
