Sonntag, 03. Juli 2022

Hybrid-Roboter
Leonardo fliegt, läuft und trippelt

Leonardo ist eine Mischung aus zweibeinigem Laufroboter und Drohne. Sein nächster Einsatzort könnte der Mars sein. Auch eine Anwendung als Postbote in den USA wäre denkbar, sagen Forscher der Northeastern University, die an der Entwicklung beteiligt waren.

von Guido Meyer | 14.12.2021

Eine Hybrid betriebene Drohne steht auf der Messe International Intelligent Robot Expo 2020 in Foshan, China
Nicht Leonardo, aber Ähnlichkeiten mit Leonardo: Eine Hybrid betriebene Drohne auf der Messe International Intelligent Robot Expo 2020 in Foshan, China (imago images/Xinhua)
Keine Sorge, hier nähert sich nicht etwa ein Schwarm Moskitos. Vielmehr bewegt sich Leonardo, eine Legs ONboARD drOne, eine Drohne also, die auch Beine an Bord hat. Entwickelt wurde der hybride Roboter unter anderem von Patrick Spieler vom Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien.
„Es ist ein kleiner Roboter mit zwei Beinen – und mit vier Propellern; dort, wo bei Menschen die Schultern sitzen. Leonardo ist etwa so groß wie ein kleines Kind, aber viel leichter. Er wiegt nur zwei Kilo. Und er trägt einen Helm aus kohlefaserverstärktem Kunststoff. Der dient aber nur rein ästhetischen Zwecken.“
Das „Karlsson-auf-dem-Dach-Prinzip“
Den Helm trägt der Roboter, damit er nicht kopflos durch die Gegend läuft und eine humanoide Gestalt bekommt. Er balanciert auf seinen beiden Beinen, während die vier Propeller auf Schulterhöhe ihm ermöglichen, bei Bedarf einfach abzuheben.
„Dieser Roboter ist Vögeln nachempfunden. Er kann fliegen und er kann laufen. Seine Beine sind dünn und leicht, und seine Kniegelenke sind nach hinten geknickt, wie bei Vögeln. Das macht ihn beim Aufsetzen seiner Füße sehr beweglich.“

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Seine beiden Füße gebraucht Leonardo ähnlich wie eine Ballerina. „Wenn er geht, tritt er nicht auf den Fersen auf, sondern trippelt nur auf seinen Zehen. Hält er aber an, lehnt er sich zurück und stützt sich auf den Hacken ab. Er hat dann vier Kontaktpunkte mit dem Boden – jeweils zwei mal vorne die Zehen und zweimal hinten die Fersen. Damit kann er eine stabile Ruheposition einnehmen.“
Leonardo hält das Gleichgewicht
Die Propeller auf Schulterhöhe werden nicht nur zum Fliegen gebraucht. Sie sind auch in Betrieb, wenn der Roboter geht. Sie helfen ihm so, das Gleichgewicht zu halten.
„Das hat den kleinen Nachteil, dass der Roboter mehr Energie verbraucht. Aber der Vorteil ist, dass er nicht so störungsanfällig ist. Wir haben ihn im Windtunnel getestet und auf rutschigem Untergrund. Schubsen wir ihn, rutscht er ein Stück, aber er fällt nicht hin, weil die Propeller die Gleichgewichtsstörung auffangen.“
Das kann man auch hören. So klingt es, wenn sich Leonardo gegen Schübse wehrt und versucht, standhaft zu bleiben.
Leonardo im All
Der nächste Einsatzort für Leonardo könnte der Mars sein. Abgesehen von stationären Landern und einem Experimental-Hubschrauber gab es dort bislang nur Rover, die auf der Oberfläche mobil waren. 
„Ein Rover könnte nicht über eine Klippe springen oder über ein großes Hindernis. Mit einer lauffähigen Drohne, die dazu in der Lage wäre, könnten wir Gegenden erreichen, die Rovern bislang verwehrt waren.“
Auch auf dem Mond ließe sich Leonardo einsetzen. Wegen der fehlenden Atmosphäre würde die Rotoren der Drohne dann durch kleine Raketentriebwerke ersetzt.
Einsatz als Postbote in den USA
Aber auch irdische Anwendungen wären möglich, ergänzt Alireza Ramezani von der Northeastern University, der ebenfalls an der Entwicklung beteiligt war.
„Es gibt hier in den USA ein Problem bei der Paketzustellung in Wohngegenden. Drohnen dürfen wegen ihrer gefährlichen Rotoren nicht direkt in der Nähe von Menschen eingesetzt werden. Leonardo wäre sicherer: Er könnte im Garten des Kunden landen und dann mit dem Paket zur Haustüre laufen.“
Gut möglich also, dass wir von Leonardo und anderen Drohnen, die auch laufen können, künftig noch einiges hören werden.