Roboter: Crex kraxelt im Krater

Ein Roboterteam, das am lunaren Südpol nach gefrorenem Wasser suchen soll, haben die Robotiker des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen entwickelt. Die Paarung besteht aus einem fahrenden Rover und einem Laufroboter.

Sherpa ist ein etwa 200 Kilogramm schwerer Rover, der auf vier Rädern fährt. Er besteht aus einer Plattform mit einem etwa 1,80 Meter langen Roboterarm mit sechs Freiheitsgraden. Die vier Räder sitzen an Auslegern, so dass die Plattform eine Bodenfreiheit von gut einem halben Meter hat.

Aktives Fahrwerk

Jedes Rad ist einzeln steuerbar, ebenso jeder Ausleger. Dieses aktive Fahrwerk ermöglicht es dem Sherpa, Hindernisse zu überwinden. So kann er beispielsweise ein Rad über einen Stein hinwegheben. Sollte er einmal feststecken, kann er sich mit dem Roboterarm abstützen. Braucht der Sherpa einen festen Stand, stellt er die Räder so, dass er sich um die eigene Achse drehen könnte. In dieser Stellung nimmt der Sherpa eine Fläche von 2,4 x 2,4 Metern ein.

Unter der Plattform befindet sich eine Halterung, in die der Laufroboter Crater Explorer (Crex) eingeklinkt wird. Diese bildet zudem eine Schnittstelle, das Elektromechanische Interface (EMI), über die Sherpa und Crex auch Daten und Energie austauschen. So kann Sherpa beispielsweise den Crex unterwegs Proben untersuchen lassen. Die Ergebnisse erhält der Rover dann über das EMI.

Sechsbeiniger Roboter

Konzipiert ist Crex aber dafür, selbstständig in Mondkrater hinabzusteigen und dort nach gefrorenem Wasser zu suchen. Ein typisches Szenario wäre, dass der Rover Sherpa den sechsbeinigen Krabbler zu einem Krater transportiert und dort aussetzt. Der Crex klettert dann hinein und sammelt Proben. Crex, der auf dem Space Climber basiert, ist etwa 1 Meter lang, 82 Zentimeter breit und 22 Zentimeter hoch, er wiegt rund 27 Kilogramm.

Das Team, das die Bezeichnung Rekonfigurierbares Integriertes Mehr-Roboter Explorations-System (Rimres) trägt, nutzt die Vorteile beider Fortbewegungsmethoden: Fahren ist energieeffizienter, aber weniger geländegängig. Beim Laufen hingegen wird deutlich mehr Leistung aufgenommen - nicht zuletzt deshalb, weil die Motoren eines Laufroboters auch dann aktiv sind, wenn er steht, damit der Körper nicht auf dem Boden liegt. Dafür kann der Crex auf seinen sechs Beinen über Felsen und andere Hindernisse klettern und Steigungen überwinden, die der Sherpa nicht bewältigen kann.

Test in der Weltraumhalle

Die Bremer haben das Rimres-Gespann in der 2010 eingeweihten Weltraumexplorationshalle getestet und gezeigt, dass heterogene Roboter gemeinsam Aufgaben erledigen können. Die Roboter arbeiteten dabei autonom und teilautonom. Das Team kann nach Angaben der Forscher um weitere Roboter ergänzt werden.

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Das Duo Rimres beteht aus dem Rover Sherpa und dem Krabbler Crex. (Foto: Florian Cordes/DFKI)

Solche sich selbstständig rekonfigurierenden Systeme könnten langfristige Operationen und kostengünstigere Einsätze auf anderen Himmelskörpern ermöglichen, erklärt Frank Kirchner, Leiter des Bremer Instituts. Allerdings sei das Konzept nicht auf Missionen im All beschränkt. "Die in dieser Forschung entstehenden Basistechnologien dienen auch irdischen Einsätzen. Tiefsee-Explorationssysteme könnten zum Beispiel nach diesem Vorbild entwickelt werden", sagt Kirchner.