Roboter: Chimp, das humanoide Kettenfahrzeug

Chimp ist ein Roboter wie aus einem Science-Fiction-Film: Er ist zwar ein humanoider Roboter mit zwei Beinen, doch er geht nicht, sondern fährt auf Raupenketten, die an den Armen und Füßen sitzen. Die Transformers lassen grüßen.

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Der humanoide Roboter Chimp sieht ein wenig nach Science Fiction aus. (Bild: CMU/Tartan Rescue)

Verstärkt wird der Eindruck noch durch die Form der Gliedmaßen, für die eine Reihe neuer Techniken entwickelt wurde, und die dreifingrigen Greifer, von denen der Roboter gleich vier hat: zwei Hände und zwei an den Fersen. Doch Chimp - die Abkürzung steht für CMU Highly Intelligent Mobile Platform - entstammt keinem Film, sondern dem National Robotics Engineering Center (NREC) der Carnegie Mellon University (CMU) in Pittsburgh im US-Bundesstaat Pennsylvania.

Mannshoch

Aufgerichtet wird Chimp in etwa mannshoch sein. Doch unterwegs wird er sich auf alle Viere herablassen und auf seinen Raupenketten durch die Gegend fahren. Das erleichtere das Fortkommen in schwierigem Gelände, erklärten die Forscher. Der Roboter könne sich aber auch in aufrechter Haltung fortbewegen - dann fahre er auf den beiden Ketten an den Füßen.

"Wenn wir gehen oder stehen, kontrolliert unser Gehirn ständig unsere Balance", sagt Projektleiter Tony Stentz. Diese ständige Anpassung der Balance mache den Menschen geschickt und ermögliche es ihm zu rennen. Der Mechanismus sei aber nur schwer nachzubilden und verlange viel Rechenkapazität. Bewege sich der Roboter auf allen Vieren, habe er einen stabilen Stand ohne den Aufwand, und er sei auch noch dann stabil, wenn sein Computer ausfalle.

Darpa Robotics Challenge

Das Tartan Rescue Team hat den Chimp für die Robotics Challenge entwickelt, die die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) im vergangenen Jahr ausgerufen hat. Anlass für den neuen Roboterwettbewerb war die Katastrophe im japanischen Atomkraftwerk Fukushima 2010.

Ziel ist, Roboter zu entwickeln, die "in einer gefährlichen, zerstörten Umgebung, die von Menschen geschaffen wurde, komplexe Aufgaben erledigen", schreibt die Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums. Die Roboter sollen also Einsätze in zerstörten Städten durchführen.

Werkzeuge nutzen

Die Regeln erfordern, dass der Roboter ein Fahrzeug zum Einsatzort chauffieren kann. Dort angekommen muss er Fähigkeiten beherrschen, die in einem von Menschen geschaffenen Umfeld benötigt werden: Treppen oder Leitern steigen, Türen öffnen, notfalls sie zuvor frei räumen. Alternativ soll er auch in der Lage sein, eine Betonwand zu durchbrechen. Schließlich soll der Roboter ein Ventil verschließen und Teile wie eine Pumpe austauschen können. Dabei soll er auch Werkzeuge einsetzen können.

All das soll der Chimp schaffen - allerdings nicht autonom, sondern ferngesteuert. "Überwachte Autonomie" nennen die Entwickler das. Konkret heißt das: Ein Mensch gibt dem Roboter Anweisungen, wo er sich hinbewegen soll und welche Aufgaben er dort erledigen soll. Der Roboter agiert dann selbstständig, das bedeutet, er achtet darauf, dass er nicht umfällt oder mit einem Hindernis kollidiert.

3D-Karte für Mensch und Roboter

Der Roboter verfügt über eine Reihe von Kameras und Sensoren, aus deren Daten er eine 3D-Karte seiner Umgebung erzeugt. Diese nutzen sowohl der Roboter als auch der Mensch, der ihn steuert: der Roboter zur Bewahrung der Stabilität und zur Hinderniserkennung, der Mensch zur Orientierung und Einsatzplanung.

Der Ablauf der einzelnen Aufgaben, die der Roboter, in der Challenge durchführen muss - also eine Leiter hoch klettern, ein Werkzeug greifen oder ein Handrad drehen -, werden programmiert und im Einsatz auf Kommando abgerufen. Dadurch könnten die Aufgaben schneller durchgeführt werden, als wenn der Operator den Roboter Schritt für Schritt anweise, sagen die Forscher.