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Der Schwung beim Sprung

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Baku, den 7. April (AZERTAG). Kängurus bewegen sich enorm effizient. Ihre Riesensprünge kosten die Tiere kaum Energie. Entwickler haben das Prinzip jetzt auf Roboter übertragen. Mit seinem Vorbild aus der Natur kann der allerdings nicht mithalten.

Als Kind hätte man sich so ein Spielzeug gewünscht. Wissenschaftler haben ein Roboter-Känguru entwickelt. Es bewegt sich ähnlich effizient wie sein lebendes Vorbild und lässt sich über Armbewegungen fernsteuern. Die Technik ist aber mehr als eine nette Spielerei für große und kleine Kinder. Sie soll Roboter verbessern, die bereits in der Industrie eingesetzt werden - etwa in der Automobilbranche.

Vorbild für die Entwicklung ist die Sprungtechnik echter Kängurus. Die Tiere bewegen sich besonders energieeffizient. Sie brauchen für langsames Gehen auf allen vieren in etwa die gleiche Energie wie für Hochgeschwindigkeitssprints. Die anatomische Grundlage dafür sind extrem elastische Muskelbänder. Vor allem die Achillessehne ist bei springenden Känguruarten ausgeprägt. Sie speichert bei der Landung Energie aus vorangegangenen Sprüngen und gibt sie beim Folgesprung wieder ab.

Auch das nun von einem Zusammenschluss europäischer Forscher und der deutschen Firma Festo entwickelte „BionicKängaroo“ kann wie echte Kängurus Energie beim Springen gewinnen, speichern und im nächsten Sprung nutzen. Die Aufgabe der Achillessehne übernimmt eine Gummifeder, die am hinteren Teil des Fußes befestigt ist. Die künstliche Sehne dämpft den Sprung, nimmt Bewegungsenergie auf und gibt sie wieder frei, wenn sich die Feder entspannt.

Ganz ohne Energie kommt aber auch das nachgebaute Känguru nicht aus. Deshalb sorgt neben der Energie aus vorangegangen Sprüngen Luftdruck für den richtigen Schwung beim Sprung. In den Unterschenkel des Roboter-Kängurus sind zwei Zylinder eingebaut, in denen Luft beispielsweise mit einem Kompressor verdichtet wird. Bis zu acht Bar, also das achtfache des Luftdrucks, der auf der Erdoberfläche lastet, herrscht in dem Zylinder und wird beim Absprung frei. Ventile dosieren den Luftstrom.

Heranwinken aus 50 Metern Entfernung - Ein bisschen träge wirkt das elektrische Känguru im Vergleich zum Original aber noch. Kein Wunder: Echte Kängurus können im Sprint eine Geschwindigkeit von bis zu 50 Kilometern pro Stunde erreichen - damit gehören sie zwar nicht zu den schnellsten Tieren unseres Planeten, imposant sehen ihre Sprünge dennoch aus. Große Arten wie das Graue Riesenkänguru, das bis zu 1,40 Meter groß und 55 Kilo schwer wird, springen im Extremfall 13 Meter weit und segeln dabei eineinhalb Meter über dem Boden.

Das elektrische Känguru kann da nicht mithalten. Zwar wiegt es bei einem Meter Körpergröße gerade mal sieben Kilo. Springen kann es aber nur 80 Zentimeter weit und fliegt dabei 40 Zentimeter über dem Boden. Besonders wichtig für das Gleichgewicht von elektrischem wie auch echtem Känguru ist der Schwanz. Beim Landen beispielweise müssen Kängurus ihre Beine nach vorn holen. Normalerweise würden sie dabei umkippen. Der Schwanz hält dagegen.

Für die Stabilität beim Sprung und bei der Landung des Roboter-Kängurus sorgt diverse Steuerungstechnik, die über Akkus betrieben wird. Die beweglichen Teile - etwa an Schwanz und Hüfte - werden mit Elektromotoren gelenkt. Wenn das Känguru steht, berührt es den Boden mit beiden Füßen und dem Schwanz und kann mit einem Armband aus 50 Meter Entfernung gelenkt werden. So lässt es sich beispielsweise heranwinken oder umdrehen.

Genutzt werden könnte die Technik aus dem Känguru in Robotern großer Industriezweige. Etwa in den Produktionsstraßen der Automobilbranche kommen solche Maschinen bereits häufig zum Einsatz, um Fahrzeugteile zusammenzubauen.

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