Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

115 19.6 Laufende Roboter ImZusammenspiel mit den imdicken Fell eingeschlos- senen, isolierenden Lufträumen kommt es zu einem Wärmegewinn. 1996 haben Werner Nachtigall und sein Mitarbeiter G. Rummel ein Niedrigenergiehaus konzipiert, welches das Lüftungsprinzip der Termiten- bauten (passive Porenlüftung) und das beim Eisbärfell verwirklichte Prinzip der transparenten Wärmedäm- mung, die vor die eigenliche Hausmauer angebracht wurde, nutzt. Laufende Roboter Im Gegensatz zu auf Rädern rollenden Fahrzeugen können sichTiere, diemit (einer unterschiedlichen An- zahl von) Beinen laufen, auch in unwegsamen Gelän- de, teilweise mit extremen Steigungen, fortbewegen. Ob Miniatur-Laufroboter, die kaum größer sind als ein mittelgroßes Insekt, je eine technisch anwendbare Be- deutung haben, steht in den Sternen. Allerdings gilt auch hier: Wenn einmal etwas entwickelt wurde, wird sich schon eine Anwendung finden. Untersuchungen der Mechanik und der Steuerung der Beinbewegung laufender Tiere werden in der bionischen Robotik auf die Konstruktion technischer Laufapparate übertragen. Als hervorragendes Studi- enobjekt hat sich die trockenen Zweigen täuschend ähnlich sehende Stabheuschrecke erwiesen. Die Zoo- logen GernotWendler und Hans Scharstein (Univer- sität Köln) sowie Holk Cruse (Universität Bielefeld) ha- ben bei der Analyse der Fortbewegung der Stabheu- schrecke gezeigt, dass bei schneller Bewegung stets drei ihrer sechs Beine einen festen Halt haben, wenn die anderen drei einen Schritt machen. Vorder- und 19.6 Hinterbein einer Körperseite bilden dabei mit dem mittleren Bein der anderen Körperseite ein „stabiles Dreibein“. Die Steuerung der Beine der Stabheuschre- cke ist dezentral, d. h. jedes Bein verfügt über eine un- abhängige, steuernde Nervenzelle. Die Nervenzellen sind miteinander vernetzt und generieren so das Ge- samtmuster der Bewegung. Angeregt durch diese und ähnliche Untersuchungen wurden bereits nach dem Prinzip neuronaler Netz- werke dezentrale Steuerkonzepte für Laufmaschinen entwickelt. Anfang der 90er-Jahre wurden in Deutsch- land mit diesem Wissen sechsbeinige, insektenartige Laufmaschinen entwickelt. Die von Stefan Cordes (Karlsruhe) 1993 gebaute Maschine wurde LAURON (LAUfender ROboter Neuronal gesteuert) genannt. Der in Leichtbauweise konstruierte LAURON kann sich – modular gesteuert – durch Elektromotoren und durch 150 Sensoren unterstützt autark bewegen. Einsatzmöglichkeiten solcher auf unwegsamen Ge- lände einsetzbaren Laufroboter könnten neben der Land- und Forstwirtschaft vor allem Wartungsarbei- ten in gefährlichem Terrain und in Kernkraftwerken, Katastrophengebiete und die Erforschung fremder Planeten sein. -10° C +20° C Abb. 115.1 Transparentes Isolationsmaterial – kurz TIM ge- nannt – kann das Temperaturgefälle zwischen außen und innen entscheidend beeinflussen Abb. 115.2 Stabheuschrecke Abb. 115.3 Ähnlich wie eine Stabheuschrecke erkennt der Laufroboter „Tarry“ mit seinen Fühlern die räumliche Position von Hindernissen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv