Inspiriert von Origami-Kunst 27.03.2017, 12:21 Uhr

Neuer Nasa-Roboter kann sich zusammenfalten

Extrem wendig, klein und doch robust ist ein neuer Expeditions-Roboter namens Puffer. Bei künftigen Planeten-Missionen könnte er den zähen, unerschrockenen Assistenten eines großen Rovers wie „Curiosity“ geben. Und all die Schlupfwinkel auf dem Mars erkunden, wo der große Neugierige wegen seiner Maße passen muss. 

Unter extremen Bedingungen wie hier in der Antarktis wurde Mini-Roboter "Puffer" schon getestet.

Unter extremen Bedingungen wie hier in der Antarktis wurde Mini-Roboter "Puffer" schon getestet.

Foto: Dylan Taylor

Auf den ersten Blick sieht er aus wie der Schrott vom letzten Handy, an den jemand zwei Räder eines Puppenwagens und die Antenne von Papas Auto geschraubt hat. Aber „Puffer“ ist alles andere als ein Spielzeug aus dem Hobbykeller: Er ist der taffe kleine Kollege von Robotern wie Curiosity, der vor fünf Jahren zu Erkundungsfahrten aus dem Mars landete.

Puffer (=Pop-up Flat Folding Robot) und eine Handvoll gleichartiger Bots sollen den Spähtrupp geben, der hinter jeden Felsvorsprung lugen und jenseits des steilen Anstiegs die Lage peilen kann. Und dafür haben sich Nasa-Forscher bei der alten japanischen Papierfaltkunst Origami bedient.

Fortschritte beim Origami-Engineering

Jaakko Karras, Projektmanager am Nasa-Institut für Antriebsforschung in Pasadena, hat tatsächlich mit Papiermodellen angefangen. Er wollte die erstaunlichen Fähigkeiten nutzen, die Origami-Werke haben: hohe Flexibilität und zugleich extreme Stabilität, und das bei geringem Materialverbrauch und damit ebenso geringem Gewicht. Aus dem Papier-Prototyp mit vier Rädern wurde schließlich eine Leiterplatte wie im Smartphone, allerdings mit nur noch zwei Rädern. Doch diese können sich so stark schräg stellen, dass der kuchentellergroße Mini-Roboter auch durch besonders flache Engpässe fahren kann.

Selbst in schmale Felsspalten kann „Puffer“ dank seiner faltbaren Räder hineinkrabbeln. 

Selbst in schmale Felsspalten kann „Puffer“ dank seiner faltbaren Räder hineinkrabbeln. 

Quelle: Nasa/JPL-Caltech

Die Faltkunst ist schon seit einigen Jahren in den Fokus von Ingenieuren gerückt, die nach besonders leichten und flexiblen Konstruktionen suchen – man spricht bereits von „Origami-Engineering“.

Die Nasa arbeitet derweil an Solarpanels, die sehr kompakt transportiert werden können, sich aber auf das Zehnfache dieser Größe entfalten und mithin entsprechend viel Sonnenlicht einfangen können. 

45 Grad Steigung sind kein Problem

Von der Faltkunst selbst ist bei Puffer indes nicht mehr viel übrig. Entscheidend ist der Ausbau der Fähigkeiten: So hat der Roboter noch einen antennenartigen Schwanz erhalten, der ihm über Hindernisse hinweghilft ähnlich wie die Fiberglasstange dem Stabhochspringer. Ist ein Durchgang trotz eingedrehter Räder zu niedrig, kann er sich so hinaufstemmen und oben weiterfahren.

Raues, steiniges Gelände und Anstiege von 45 Grad sollen kein Problem für Puffer sein, auch enorme Hitze soll er dank seiner feuerfesten Nomex-Verkleidung vertragen können. Eine Batterieladung reicht derzeit immerhin für eine Strecke von gut 600 m. All das haben die Forscher in der kalifornischen Mojave-Wüste ebenso getestet wie in einem Skigebiet in Colorado und auf Hügeln in der Antarktis.

Sehr starke Augen

Die wendigen kleinen Roboter haben überdies noch extrem gute „Augen“ und sollen Objekte erkennen können, deren Durchmesser dem Bruchteil eines menschlichen Haares entspricht. Hochqualifizierte Assistenten also, die man dank ihrer flexiblen Räder auch noch fast wie Spielkarten zusammenlegen und stapeln kann.

Nasa-Forscher sehen darin großes Potenzial etwa für die riskante Erkundung von Vulkanen, in die man so kostbare große Rover wie Curiosity lieber nicht schicken würde. In der weiteren Entwicklung soll Puffer noch zusätzliche Werkzeuge erhalten, etwa um organisches Material einsammeln zu können.

Von Werner Grosch
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