Sand

Wenn Meeresschildkrötenbabys aus ihren vergrabenen Eiern schlüpfen, bahnen sie sich mit ihren kräftigen Flossen ihren Weg durch den Sand. Ein neuer „sandschwimmender“ Roboter, inspiriert von diesen Jungtieren, könnte eines Tages Leben retten oder sogar andere Planeten erkunden.

Das experimentelle Gerät wurde an der University of California-San Diego von einem Team unter der Leitung von Shivam Chopra entwickelt, einem Doktoranden in der Forschungsgruppe von Prof. Nick Gravish.

Der stromlinienförmige Körper des ungebundenen Roboters ist 25,6 cm lang und 5,1 cm breit (10 x 2 Zoll) und enthält einen Planetengetriebemotor, eine Batterie und andere Elektronik. Es verfügt außerdem über zwei Gelenkfortsätze auf beiden Seiten der Vorderseite, die den gleichen Zweck erfüllen wie die Vorderflossen einer Schildkröte.

Um sich durch den Sand voranzubewegen, zieht der Bot die Gliedmaßen an seinem Körper nach vorne und zieht sie dann nach beiden Seiten ausgestreckt nach hinten. Diese Art der Fortbewegung führt natürlicherweise dazu, dass sich das Gerät beim Vorwärtsschwimmen nach oben bewegt, was seine Einsatzmöglichkeiten einschränken würde.

Aus diesem Grund ist sein keilförmiger Kopf mit einem Satz „Terrafoils“ ausgestattet – eines auf jeder Seite. Diese funktionieren wie die Tauchflugzeuge eines U-Bootes und drücken das Bot nach unten, um seiner Aufwärtsbewegung entgegenzuwirken.

Das Endergebnis ist ein Roboter, der sich horizontal durch den Sand in einer Tiefe von 127 mm (5 Zoll) und einer Geschwindigkeit von etwa 4 Metern (13 Fuß) pro Stunde bewegen kann – letztere Zahl soll verbessert werden. Es kann über WLAN ferngesteuert werden und sich nach links oder rechts drehen, indem die Schubkraft seiner Gliedmaßen unabhängig voneinander variiert wird. Und während sich die Terrafoils derzeit in einem festen Winkel befinden, könnten sie in Zukunft verstellbar sein, so dass sich der Roboter je nach Bedarf nach oben oder unten bewegen kann.

Als zusätzlicher Bonus ist das Gerät in der Lage, harte Hindernisse im umgebenden Sand zu erkennen und ihnen auszuweichen. Dies geschieht, indem es den zunehmenden Widerstand im Sandstrom wahrnimmt, während seine Gliedmaßen ihre „Kraftschläge“ ausführen. Derzeit funktioniert diese Technik jedoch nur zur Erkennung von Gegenständen seitlich und oberhalb des Roboters, nicht jedoch unterhalb oder direkt davor.

Der Roboter wurde bereits in einem mit Sand gefüllten Tank in einem Labor und im Sand des kalifornischen Strandes La Jolla Shores getestet. Es besteht die Hoffnung, dass die Nachkommen des Bots eines Tages für Anwendungen wie die Inspektion von Getreidesilos, die Erkennung von Bodenverunreinigungen, Such- und Rettungsmissionen oder die Erkundung von Außerirdischen eingesetzt werden könnten.

Ein Artikel über die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift Advanced Intelligent Systems veröffentlicht. Im Video unten ist der Roboter beim Sandschwimmen zu sehen.

Quelle: UC San Diego