Eine seltsame Maschine mit zwanzig Beinen.
Es könnte tatsächlich die Regeln dafür ändern, wie ein Roboter aussehen sollte.
Seit Jahren beobachten wir, wie Robotiker die Natur kopieren. Wir sehen Humanoide, die wie Menschen gehen, Maschinen, die auf vier Beinen laufen wie Hunde, vielleicht einige von Insekten inspirierte Raupen oder mechanische Pferde.
Neue Forschungsergebnisse legen jedoch nahe, dass die ideale Körperform überhaupt keine Kopie von uns ist.
Es ähnelt eher einem Seeigel 🦔
Forscher der Duke University haben einen Roboter namens Argus gebaut – benannt nach dem allsehenden mythologischen Riesen, weil er in alle Richtungen sieht. Das Design ist radikal in seiner Einfachheit und Komplexität. Es hat keine Vorderseite. Kein Zurück. Eigentlich kein Oberteil, da der zentrale Körper nur eine Nabe ist.
Stattdessen strahlen zwanzig Teleskopbeine von der Mitte aus.
Jedes Bein kostet 300 $. Jede Spitze verfügt über eine Tiefenkamera.
Dadurch kann sich Argus in jede Richtung bewegen. Es kann sich nach einem Stoß stabilisieren. Es bewältigt unebenes Gelände, trägt eine Nutzlast von 4,5 kg und ja, es klettert Wände hoch.
Auf der Suche nach Symmetrie
Wie finden Sie dieses Design?
Sie fragen nicht: „Welches Tier ist am stärksten?“
Das Team führte mehr als 1.50 Simulationen unterschiedlicher Formen durch. Sie suchten nach etwas Mathematischem namens dynamischer Isotropie. Es klingt langweilig, ist es aber nicht. Der Punktestand läuft von 0 bis 1.
1 bedeutet, dass der Roboter seine Masse in jede Richtung gleich beschleunigen kann.
„Wenn ein Roboter gleich gut beschleunigen kann… Vorwärts und rückwärts werden gleich.“
Das ist Boyuan Chen vom Duke General Robotics Lab, der den Perspektivwechsel erklärt. Wenn die Richtung für die Kontrolle keine Rolle spielt, ändert sich das Problem der Navigation völlig.
Die meisten Roboter erzielen einen Wert unter 0,6.
Sogar die schicken vierbeinigen Hunde oder humanoiden Bots sind richtungsweisend. Sie können sich besser vorwärts bewegen als seitwärts oder rückwärts.
Argus erzielte eine 0,91.
Nahezu das theoretische Maximum.
Dies erreichten sie, indem sie den Körper um ein regelmäßiges Dodekaeder anordneten. Das ist die zwölfseitige geometrische Form aus Fünfecken. Es entsteht ein nahezu gleichmäßiges Sichtfeld. Der Roboter muss sich nicht orientieren. Es geht einfach.
„Das ganze Problem der Robotersteuerung verändert den Charakter.“
Chaos in der realen Welt
Funktioniert Mathe auch außerhalb des Computers?
Um es zu beweisen, schleppte das Team Argus über den Duke-Campus.
Beton. Gras. Dichte Büsche. Sand. Nasse Stellen. Baumrinde.
Der Roboter kletterte über Hindernisse mit einer Höhe von bis zu 13 cm. Es rollte, während es einen Würfel von der Größe eines kleinen Kühlschranks schob.
Und hier ist der Clou.
Jemand hat drei Beine gebrochen.
Es bewegte sich weiter.
Ist Argus die Zukunft der Verbraucherrobotik?
Wahrscheinlich noch nicht. Es ist ein Proof of Concept. Der wahre Wert liegt hier nicht in der Maschine selbst, sondern in der Methode, mit der sie gebaut wurde. Es beweist, dass wir die Biologie nicht nachahmen müssen, um Beweglichkeit zu erlangen.
Wir können stattdessen aus der Geometrie bauen.
Hören Sie also vielleicht auf, sich von Pferden inspirieren zu lassen.
Schau dir den Bengel an. 🦔
Schauen Sie sich die Kugel an.
Schauen Sie sich an, was passiert, wenn Sie die Idee „vorwärts“ entfernen.
