Bionic Kangaroo: Festo lässt einen Roboter hüpfen

Der Klang stimmt nicht so ganz: Wenn das Känguru zum Sprung ansetzt, sind das Klicken und Zischen seines pneumatischen Antriebs zu hören. Die Elastizität seiner Bewegungen erinnert hingegen stark an das australische Vorbild: Das Esslinger Unternehmen Festo stellt auf der Hannover Messe das Bionic Kangaroo vor, einen Roboter, der sich wie ein Känguru fortbewegt (Halle 15, Stand D07).

Gesteuert wird der Roboter durch Gesten, die mit einem Armband erfasst werden: Eine Festo-Mitarbeiterin winkt das Känguru heran. Ein Lagesensor erkennt die Bewegung und sendet per Bluetooth einen Befehl an den Roboter, der sich daraufhin hüpfend in Bewegung setzt.

Der Roboter wendet

Nachdem der Roboter einige Sprünge absolviert hat, soll er zum Ausgangspunkt zurückkehren. Dazu muss er wenden: Eine Drehbewegung mit dem Arm gibt das Kommando. Der Roboter beugt sich nach vorn auf seine Arme und stützt sich darauf ab. Durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der Beine dreht er sich um die eigene Achse und steht bereit für die nächsten Sprünge.

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Das Bionic Kangaroo auf der Hannover Messe 2014 (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Das Känguru sei "ein wunderschönes Beispiel für energieeffizientes Fortbewegen", erklärt Projektleiter Elias Maria Knubben im Gespräch mit Golem.de. "Das richtige Känguru ist in der Lage, einen Großteil der Landeenergie in den nächsten Sprung mitzunehmen. Das macht es, indem es in der Achillessehne diese Energie zwischenspeichert."

Energiespeicher

Diesen Energiespeicher haben sich die Schwaben abgeschaut: Das bionische Känguru hat eine künstliche Sehne aus Gummi, die durch das Dämpfen bei der Landung gespannt wird. Die Energie wird dann für den nächsten Absprung genutzt. Das reicht nicht ganz aus für den nächsten Sprung - so wie ein Gummiball nach dem Aufprall auf dem Boden auch nicht wieder die ursprüngliche Höhe erreiche, erklärt Knubben. Die fehlende Energie liefert die Pneumatik.

Wie ein modernes Auto hat auch das Bionic Kangaroo eine Dynamikregelung: das "Känguru-ESP", das dafür sorgt, dass der Roboter richtig abspringt, stabil fliegt und sicher wieder aufsetzt. Dazu gehört eine Sensorik, die die Aktoren überwacht sowie eine Steuerungs- und Regelungstechnik, die Energiezustand, Stellgrößen und Anstellwinkel überwacht und auswertet. Das sei relativ komplex, sagt Knubben: Der Sprung dauere nur 0,3 Sekunden. "In der Zeit müssen alle Unregelmäßigkeiten ausgeglichen werden."

Beinbewegung ausgleichen

Wie das Vorbild setzt der Roboter seinen Schwanz ein. Im Stand ermöglicht er als dritter Auflagepunkt eine stabile Haltung. Im Flug dient er als Ausgleich für die Beine: Von einem Servomotor angetrieben, wird der Anstellwinkel des Schwanzes verändert und gleicht so die Bewegung der Beine aus, die im Flug nach vorne geholt werden, damit der Roboter darauf landen kann.

Der Roboter ist im Sitzen 0,6 Meter und aufgerichtet etwa 1 Meter groß und damit in etwa so groß wie ein Wallaby. Aufgrund seiner Leichtbauweise - die Kinematik besteht aus lasergesinterten Bauteilen, die mit Karbon verstärkt sind, der Körper ist aus einem Schaumstoff - wiegt der Roboter nur 7 Kilogramm. Mit einem Sprung kommt das Bionic Kangaroo etwa 0,8 Meter weit und hebt etwa 0,4 Meter hoch ab.