M-Blocks: Roboterwürfel sollen Möbel und Brücken bauen

Sie haben keine sichtbaren Aktoren, können aber trotzdem rollen, klettern und springen: Die M-Blocks sind kleine Roboter, die sich zu großen Robotern oder Strukturen formieren sollen. Entwickelt wurden sie von Robotikern am Massachusetts Institute of Technology (MIT).

M-Blocks sind kleine Würfel mit einer Kantenlänge von wenigen Zentimetern. Ihr Innenleben besteht aus einem Elektromotor, der ein Schwungrad antreibt, einem Mechanismus, der dieses wieder bremst, einem kleinen Akku, der den Strom liefert, sowie einem Funkmodul für die Kommunikation mit einem Computer.

20.000 Umdrehungen

Das Schwungrad erreicht bis zu 20.000 Umdrehungen in der Minute. Wird es gestoppt, überträgt es einen Impuls auf den Block, der diesen bewegt. Auf diese Weise kann ein M-Block rollen oder springen. Sie können auch aneinander hochklettern.

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Die M-Blocks sind magnetisch und verbinden sich zu Strukturen. (Foto: M. Scott Brauer/MIT)

Zudem verfügen die M-Blocks über Magnete, mit denen sie sich an eine Metallfläche haften oder miteinander verbinden können. Die Magnete sind zylindrisch und drehbar gelagert, so dass sich immer ein Nordpol einem Südpol zuwendet. So kann sich an jede Seite eines M-Blocks ein weiterer setzen.

Smart Sand, Robot Pebbles, M-Blocks

Die M-Blocks nutzen das Prinzip der Schwarmroboter: Ein Roboter allein ist nur wenig komplex und kann nicht viel. Zusammen hingegen können sie ein komplexes System formen. Das Konzept hatten die MIT-Forscher Anfang vergangenen Jahres vorgestellt. Damals hießen die Module noch Smart Sand oder Robot Pebbles.

Auf so etwas wie die M-Blocks hätten Schwarmrobotiker lange gewartet, sagt MIT-Robotikerin Daniela Rus. Noch sind die Roboterbausteine recht groß. Sie hofft, dass diese sich aufgrund ihre einfachen Konstruktion noch deutlich verkleinern lassen. Ziel ist es, Mikroroboter zu bauen, die sich zu einem komplexen Roboter verbinden. Die MIT-Forscher ziehen den Vergleich zu dem aus flüssigem Metall bestehenden Roboter T-1000 aus der Terminator-Filmreihe.

Brücken oder Gerüste

Doch auch in der aktuellen Größe könnten die M-Blocks schon eingesetzt werden: Sie könnten etwa in Katastrophengebieten zur Reparatur von Brücken oder Gebäuden genutzt werden. Eine andere mögliche Anwendung könnte sein, auf einer Baustelle ein Gerüst aus M-Blocks zu formen.

Die MIT-Forscher wollen etwa 100 der M-Blocks bauen und damit experimentieren. "Wir wollen, dass Hunderte der Würfel, die beliebig auf dem Boden verteilt sind, sich gegenseitig erkennen, verbinden und autonom zu einem Stuhl, einer Leiter oder einem Schreibtisch formieren", erklärt John Romanishin. Er hatte die Idee zu den M-Blocks.

Schwarmalgorithmen

Dazu gehört auch, die nötigen Schwarmalgorithmen zu entwickeln. Diese laufen derzeit noch auf einem Computer und werden per Funk auf die M-Blocks übertragen. In Zukunft soll die Datenverarbeitung auf den Modulen selbst stattfinden, so dass diese komplett autonom sind.

Die MIT-Robotiker wollen die M-Blocks auf der International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) vorstellen. Diese findet vom 3. bis 8.November 2013 in der japanischen Hauptstadt Tokio statt.