Technik

Insekten-Roboter sollen bei Katastrophen Menschen retten

von
Marten Zabel

Die DARPA will Insekten-Roboter entwickeln, die Menschen retten. Um die Entwicklung voranzutreiben, gibt es sogar eigene Olympische Spiele für Mikroroboter.

Zerstörte Häuser nach einem Erdbeben in Italien.
Nach Erdbeben ist es für Helfer oft lebensgefährlich, nach Überlebenden zu suchen. Insekten-Roboter könnten das künftig übernehmen. Foto: Shutterstock / Ivano de Santis

Das erfahren Sie gleich:

  • Wie winzige Roboter in Zukunft bei Unglücken verschüttete Menschen suchen sollen
  • Warum die US-Militärforschungsbehörde DARPA die Entwicklung jetzt angestoßen hat
  • Welche Aufgaben die Mikroroboter bei den Olympischen Spielen erfüllen müssen

Insektengroßer Roboter sollen in Trümmerlandschaften nach verschütteten Menschen suchen. Für diesen Plan hat der Forschungsarm derUS-Verteidigungsbehörde DARPA jetzt ein neues Projekt ausgeschrieben: SHort-Range Independent Microrobotic Platforms (SHRIMP, also Krabbe). Unter diesem Namen sollen winzige Roboter in Millimeter- oder maximal Zentimetergröße entstehen.

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Der Plan beinhaltet die Entwicklung neuer Technologien, Fördergelder in Höhe von 32 Millionen Dollar und olympische Spiele für Kleinstroboter.

Insekten-Roboter als Bergungshelfer

Gerade in Katastrophengebieten sind Roboter oft eine große Hilfe, wenn es darum geht, enge Stellen zu erreichen oder sich in Gefahrengebiete zu begeben. Einige Stellen sind dabei vor allem aufgrund der Größe der Roboter noch immer ein Problem.

Insektengroße Roboter würden auch in einem zusammengestürzten Haus überall hinkommen – deshalb will die DARPA sie jetzt entwickeln lassen.

Die Bauteile eines Insekten-Roboters der DARPA.
Mikroroboter in Einzelteilen: Der SHRIMP ist einer der Insekten-Roboter der DARPA. Foto: DARPA

Bessere Mikroroboter brauchen zwei Dinge

Selbst mit immer besserer Miniaturisierung bei der Chip-Technologie hat der Bau von Insekten-Robotern noch immer harte Grenzen bei der Technik: Zum einen sind Elektromotoren und Linear-Aktuatoren (setzen Signale des Steuergerätes in Aktion um) entweder zu groß oder zu schwach.

Zum anderen ist auch die Energieversorgung weiterhin eine Frage der Akkutechnologie – und bei der fällt es meist auf Lithium-Ionen-Akkus zurück, wie sie auch in Smartphones und anderen Kleingeräten verbaut werden. Beide Aspekte sollen Teams angehen, die für das SHRIMP-Projekt entwickeln.

Um förderungswürdige Roboterprojekte zu finden, sollen jetzt Teams von Unis und Privatunternehmen Testgeräte entwickeln, die an Olympischen Spielen für Insekten-Roboter teilnehmen werden.

Dabei gibt es zwei Gruppen von Wettbewerben:

  • einen Wettbewerb für Energiequellen und Motorik
  • einen Wettbewerb für vollständige Roboter

Auf diese Weise hofft die Behörde, vielversprechende Kandidaten herauszusuchen, mit denen sie ihre Rettungs- und Spähroboter künftig bauen kann.

Die Olympischen Spiele der DARPA

In der Einzelteilwertung, bei der Akku und Motorleistung im Vordergrund stehen, wird es fünf unterschiedliche Disziplinen geben:

  1. Beim Hochsprung muss ein Aktuator es schaffen, sich selbst in die Höhe zu katapultieren – und zwar mindestens fünf Zentimeter hoch
  2. Beim Weitsprung gilt das gleiche Ziel in der Horizontalen, auch hier erwartet die DARPA mindestens fünf Zentimeter
  3. Beim Gewichtheben muss ein Aktuator immer schwerere Gewichte anheben, bis er versagt – mit einem erwarteten Wert von mindestens zehn Gramm
  4. Beim Kugelstoßen sollen Massen von einem und fünf Gramm gestoßen werden, bei jeweils zehn oder fünf Zentimeter Mindestweite
  5. Beim Tauziehen wird getestet, wie viel Drehmoment ein Aktuator mitbringt, idealerweise mehr als 25 Newtonmeter

Der Fokus auf einzelne Disziplinen dürfte Entwicklerteams die Möglichkeit geben, neue Formen von etwa Muskeldraht oder ähnlichen Möglichkeiten elektrischer Bewegung in einem kleinsten Paket zu entwickeln.

Kommen diese dann mit einem Mikrochip zur Steuerung sowie einer Energiequelle zusammen, entstehen so ganze Roboter. Auch für diese hat sich die DARPA eigene Olympische Spiele ausgedacht.

Die Wettbewerbe für Insekten-Roboter

Die fertigen Roboter müssen einige Voraussetzungen erfüllen: Ihr Gewicht soll unter einem Gramm liegen, ihr Volumen innerhalb eines Kubikzentimeters. Sie sollten eine Energiequelle, Bewegungsmechanismen, Sensoren, lokale Steuerungselektronik und all das beinhalten, was sie für drei Minuten unabhängiges Handeln benötigen.

Im Idealfall, so die DARPA, soll ein Roboter an mehreren Disziplinen teilnehmen können.

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Die einzelnen Bereiche für ganze Roboter beinhalten komplexe Aufgaben:

  • Roboter sollen Gewichte einsammeln und aufeinander stapeln, ohne dass ein Mensch ihnen dabei hilft
  • Sie sollen einen (vorher bekannten) Hindernisparcours durchkrabbeln und möglichst weit kommen
  • Sie sollen sich anhand von Temperatur, Licht oder Geräuschen orientieren können
  • Sie sollen Steigungen meistern, eine flache mit zehn Grad sowie eine steile mit 80 Grad, und dabei zehn beziehungsweise einen Meter Strecke schaffen

Der Wettbewerb wird voraussichtlich im März 2019 stattfinden. Roboter, die sich den Aufgaben stellen können, werden das Feld der Mikrorobotik definitiv ein Stück weiterbringen. Vor allem bei der Suche nach Verschütteten in den Trümmern von Häusern dürfte sich das bezahlt machen.

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