18:41 22 August 2017
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    Kakerlaken-Roboter

    Russische Wissenschaftler bauen Kakerlaken-Roboter – Militär schon interessiert

    © Foto: Baltischen Föderalen Immanuel-Kant-Universität
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    Wissenschaftler und Ingenieure der Baltischen Föderalen Immanuel-Kant-Universität haben nach sieben Monaten in einem Labor einen Kakerlaken-Roboter entwickelt.

    Der Auftraggeber ist eine russische Organisation, die uns die Aufgabe stellte, einen Roboter, der einer Schabe größtmöglich ähnelt, herzustellen. In der Praxis bedeutet das folgendes:

    Der Roboter soll optisch einer der Kakerlaken-Arten ähneln und seiner Größe entsprechen;

    Das „Verhalten“ des Roboters soll dem natürlichen Verhalten der Kakerlaken maximal entsprechen.

    Aleksej Beloussow und Danil Bortschewkin
    © Foto: Baltischen Föderalen Immanuel-Kant-Universität
    Aleksej Beloussow und Danil Bortschewkin

    Aleksej Beloussow, Professor am Institut für Physik und Technik (Baltische Immanuel-Kant-Universität) und Chefentwickler des Projekts, Hersteller von mechanischen und elektronischen Systemen:

    „Das Komplizierteste daran war wohl, das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Punkten zu finden. An der Universität Berkeley (Kalifornien) wird bereits vier Jahre an einer Kakerlake gearbeitet, aber dort gibt es nicht die Aufgabe, einen Roboter zu gestalten, der einer Kakerlake maximal ähnlich wäre, deshalb ist sie schneller als unsere, aber dafür kann sie sich nicht während des Laufens umdrehen und ähnelt einer Kakerlake ganz und gar nicht. Unser Auftraggeber stellte uns jedoch diese Aufgabe — eine Roboter-Kakerlake zu entwickeln, wobei die Fristen und das Budget eingehalten werden müssen.

    Im Endeffekt wurde die südamerikanische Kakerlaken-Art Blaberus Giganteus als Prototyp genommen. In Kaliningrad ist sie nicht zu finden, es war auch problematisch, sie einzuführen, deshalb arbeitete die Forschergruppe mit der Art Blaberus Craniifer: sie unterscheidet sich von Giganteus nur durch ihre geringere Größe (70-80 mm), das Aussehen und die Biomechanik sind jedoch identisch. Diese Art der Schaben wird oft als "Totenkopf“ wegen dem charakteristischen Muster auf dem Rücken der Larve bezeichnet.

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    Kakerlaken-Roboter

    Wie die Konstrukteure erzählen, erforschten sie in den ersten zwei Monaten zunächst die Schabe: ihre Gewohnheiten, Bewegungen, usw. Erst später wurde mit den Projektierungs- und Gestaltungsarbeiten begonnen. Erst die 20. Version entsprach der technischen Aufgabe.

    Die Schabe der Immanuel-Kant-Universität ist 10 cm lang und bewegt sich mit Geschwindigkeit von 30 cm/s. Der Roboter ist mit lichtempfindlichen Sensoren sowie einem System aus Kontakt- und kontaktlosen Sensoren für die Detektion von Hindernissen und ihrer Umgehung versehen. Gesteuert wird der Roboter mit einer Smartphone-App.

    Danil Bortschewkin, Ingenieur an der Immanuel-Kant-Universität:

    “Bei der Arbeit an diesem Projekt standen vor uns zwei globale Ziele. Erstens die Methoden und die Verfahren der Entwicklung, der Projektierung und der Produktion der kleinen mechanischen Systeme für biomedizinische Anlagen einzuüben (Cyberprothetik, Ersatz für verlorene Gliedmaßen usw., wo eine kleine Mechanik, kleine Elektronik und eine hohe Autonomie vonnöten sind). Das zweite Ziel ist aufzuklären, welche technologischen Barrieren bei der Entwicklung anderer kleiner elektromechanischen Systeme überwunden werden müssen, welche Technologien notwendig sind, was man selbst machen kann und was zu bestellen und zu kaufen ist. Es stellte sich heraus, dass es sehr kompliziert ist, die Komponenten zu finden. Vieles musste selbst, in Handarbeit angefertigt werden. Zum Beispiel gibt es in Österreich eine Firma, die die Antriebe für die Beine produziert, aber der Set für eine Schabe kostet etwa 600 000 Rubel (8 000 Euro), und das Budget des gesamten Projekts beläuft sich auf  1,5 Mio. Rubel“.

    © Ruptly.
    Kakerlaken-Roboter

    Die Abgabefrist des Projekts ist Dezember, zu diesem Zeitpunkt will das Herstellerteam das plattformfreie inertiale Navigationssystem eingebaut haben, damit sich der Roboter in die vorgegebene Richtung bewegen kann. Dieses System schließt einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop und ein Magnetomesser ein — einen Set, der heutzutage in jedem Smartphone installiert ist. Die Ingenieure wissen bereits, wie sie das zu bewerkstelligen haben, deshalb ist die Lösung dieser Aufgabe nur eine Frage der Zeit. Außerdem soll die Betriebsdauer des Kakerlaken-Roboters erhöht werden — zurzeit sind es 20 Minuten.

    Der Roboter kann bis zu 10 Gramm Nutzlast tragen, was das Interesse des Militärs geweckt hat. Der winzige Roboter kann mit einer eingebauten Kamera schwer zugängliche Stellen auskundschaften. Das Forscherteam will in einer Woche das erste Modell in Tarnoptik vorstellen.

    Tags:
    Wissenschaft, Roboter
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