Der Mars ist zwar nicht der der Erde am nächsten gelegene Planet, aber er ist der vielversprechendste für die menschliche Erforschung. Die NASA hat zahlreiche Orbiter geschickt, um den Planeten aus der Umlaufbahn zu kartieren, und Rover, um die Oberfläche des Planeten zu erkunden und Proben zu sammeln. Der jüngste NASA-Rover, Perseverance, und seine Roboter-Hubschrauber-Nutzlast, Ingenuity, erreichten die Marsoberfläche im Februar 2021 und sind immer noch in Betrieb.
Die NASA sucht nach Kandidaten für die nächste Generation von Mars-Rovern, und Forscher am CalTech haben einen faszinierenden Roboter entwickelt, der von Nvidias eingebetteter Jetson Nano-Computerplattform angetrieben wird. Auf den ersten Blick sieht der Multi-Modal Mobility Morphobot (M4 Morphobot) von CalTech aus wie eine kleinere Version früherer Marsrover, wenn auch mit schmaleren Rädern. Bei genauerem Hinsehen erkennt man jedoch, dass sich in jedem der vier Räder Propeller befinden, die für seine Transformers-ähnlichen Fahrten unerlässlich sind.
Der M4 Morphobot kann in seinem Standardmodus mit seinen vier Rädern über eine Oberfläche fahren. Dies ist eine energieeffiziente Methode, um sich fortzubewegen, wenn auch in einem langsamen Tempo. Der M4 Morphobot kann jedoch auch einen Satz Räder um 90 Grad drehen und seinen Körper um 90 Grad nach oben drehen, um ihn in eine vertikale Position zu bringen. In dieser Position sorgen zwei Räder für einen festen Stand auf dem Boden, während die Propeller am ersten Satz der Gelenkräder für zusätzlichen Vorwärtsschwung sorgen.
Die aufregendste Form, die der M4 Morphobot annehmen kann, ist jedoch die eines Flugzeugs. In diesem Modus drehen sich alle vier Räder um 90 Grad nach außen und verwandeln sich in einen Quadcopter, der eine Geschwindigkeit von bis zu 40 Meilen pro Stunde erreicht. In diesem Modus kann sich der M4 Morphobot schneller fortbewegen und in Bereiche vordringen, die für ein Fahrzeug auf Rädern sonst nicht erreichbar wären. Der Roboter kann sich in acht verschiedene Permeationen verwandeln, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen, und seine Batterie hält bis zu 30 Minuten lang. Das Team arbeitet jedoch derzeit an größeren Versionen des Roboters, die schneller und weiter fahren und dabei schwerere Nutzlasten transportieren können.
Das Caltech-Team, bestehend aus Dr. Eric Sihite, Dr. Arash Kalantari, Reza Nemovi, Dr. Alireza Ramezani und Dr. Morteza Gharib, sagte, dass sie sich von Tieren in der Natur inspirieren ließen. Die Evolution hat viele Arten dazu gezwungen, durch geschickte Anpassung an ihre Umgebung zu überleben, so dass es für das Team sinnvoll war, diesen Weg einzuschlagen.
„Die Nachahmung der Anhängsel von Tieren in der Robotik kann zu mobilen Robotern mit unvergleichlichen Fähigkeiten führen“, schreiben die Forscher in einem in Nature Communications veröffentlichten Artikel. Wir haben uns von Tieren inspirieren lassen und einen Roboter entwickelt, der in der Lage ist, sich in unstrukturierten Umgebungen mit mehreren Substraten, einschließlich Land und Luft, fortzubewegen, indem er seine Komponenten wie Räder, Schubdüsen und Beine auf unterschiedliche Weise einsetzt“.
Während CalTech die anfängliche Forschung des M4 Morphobot finanzierte, stellte das Jet Propulsion Lab (JPL) der NASA Mittel für die nachfolgenden Phasen seiner Entwicklung bereit. Der Roboter ist derzeit ein Kandidat für eine zukünftige Mars-Rover-Mission der NASA. Seine Fähigkeiten sind nicht nur für Missionen außerhalb des Planeten geeignet; auch das US-Verkehrsministerium hat sein Interesse am Einsatz von Robotern auf der Grundlage dieses Konzepts bekundet.
