Ein Roboterboot mit vier Beinen könnte eines Tages Rettungskräften helfen, schneller zu einer Person in Not zu gelangen. Der Prototyp namens QuadBoat ist von den Dolomedes inspiriert, Spinnen, die sich auf dem Wasser fortbewegen. Es wurde entwickelt, um schwimmende Objekte zu erkennen, zu verfolgen und zu bergen.
Das Gerät wurde von Forschern des Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society in China und des Stevens Institute of Technology in den USA entwickelt. Anders als ein herkömmliches Boot ist sein zentraler Rumpf von vier beweglichen Gliedmaßen umgeben, die als Schwimmer dienen. Deren Position kann verändert werden, um den Roboter auszurichten, seinen Kurs zu stabilisieren oder ein Ziel zu ergreifen.
Das Roboterboot QuadBoat
Die Dolomedes bewegen sich dank ihrer langen hydrophoben Beine und der Oberflächenspannung auf dem Wasser fort. QuadBoat reproduziert diesen Mechanismus nicht: Es schwimmt wie ein Boot durch den archimedischen Auftrieb. Seine Architektur übernimmt vielmehr die Fähigkeit dieser Tiere, ihre Stützpunkte und Haltung auf einer beweglichen Oberfläche schnell anzupassen.
Um seine Bewegungen zu koordinieren, kombiniert das System mehrere Steuerungsmethoden. Eine Berechnung der inversen Kinematik bestimmt die erforderlichen Positionen für jedes Gelenk. Ein prädiktiver Regler antizipiert anschließend die Bahn des Fahrzeugs, und ein PID-Regler korrigiert Abweichungen. Diese Kombination soll eine präzise Navigation trotz der gleichzeitigen Bewegungen der vier Gliedmaßen gewährleisten.
Die Forscher testeten den Prototyp in einem Wasserbecken und anschließend bei Experimenten im Freien. QuadBoat musste vorgegebene Strecken abfahren, verschiedene Haltungen einnehmen und mithilfe einer Kamera ein Ziel erkennen. Die Demonstrationen zeigen, dass es sich einem schwimmenden Objekt nähern, es zwischen seinen Vorderbeinen halten und in einen bestimmten Bereich zurückbringen kann.
Dolomedes fimbriatus läuft auf dem Wasser
Bild: Wikimedia
Diese Ergebnisse beweisen noch nicht, dass die Maschine einen Menschen retten kann. Die Versuche wurden mit Objekten unter einfacheren Bedingungen als auf rauer See durchgeführt. Das Gerät muss Wellen, Wind, Strömungen, eingeschränkte Sicht und eine weitaus größere Last aushalten.
Eine ausgereifte Version könnte die motorisierten Rettungsbojen und Wasserfahrzeuge ergänzen, die bereits von einigen Rettungsdiensten eingesetzt werden. Seine Beine würden einen direkten Zugriff auf ein Ziel ermöglichen, statt nur ein Mittel zur Annäherung zu sein. Die nächsten Schritte sollten Versuche mit Übungspuppen, verbesserte Sensoren und repräsentative Szenarien realer Einsätze umfassen.