Das Rad: seine Erfindung veränderte die Welt! Das Rad zeigte sich so schnell
und vor allem überlegen, dass es bei der Fortbewegung auf dem flachen Lande
konkurrenzlos blieb.
Dass die Natur eine solche Erfndung nicht selbst entwickeln konnte, lag keineswegs
an der Schwierigkeit der Konstruktion. Wenn man die engen Grenzen der Radanwendung
berücksichtigt, erkennt man, dass sich das Rad für die Tiere sehr hinderlich erweisen würde.
Für den Einsatz des Rades bedarf es einer hindernisfreien Strasse, in unwegsamen
Gebieten oder auf Eis und Schnee ist es "hilflos".
Deshalb sind Beine für die Tiere viel nützlicher.
Es werden bereits Maschinen
mit Beinen entwickelt, die nach dem Vorbild der Stabheuschrecke funktionieren
Solche Geräte werden z.B. in der Forstwirtschaft angewendet. Dadurch wird der Waldboden nicht so stark belastet und zerstört.
Die Stabheuschrecke:
Wie der Name schon sagt, haben die Stabheuschrecken einen langen Körper, der in
der Form einem dürren Ast gleicht .Sie besitzt 6 lange Beine.(rechtes Bild)
Da die Stabheuschrecke mit ihren langen Beinen sich sehr träge fortbewegt und
nicht fortfliegen kann, ist sie ein geeignetes Studienobjekt zur Entwicklung von
Laufmaschinen.
Gernot Wendler und Hans Scharstein haben das Laufverhalten dieser Tiere untersucht.
Immer drei der sechs Beine können einen Schritt machen, während die anderen festen
und sicheren Stand haben. Dabei bilden das Vorder und Hinterbein der einen Seite
mit dem Mittelbein der anderen Seite ein festes Dreieck.
Aber wie funktioniert das?
Wie wissen die einzelnen Beine wann sie an der Reihe sind?
Es findet ein Informationsaustausch zwischen den Beinen der jeweiligen Seite
statt:
Das vordere Bein gibt seine Informationen an das mittlere und dieses an
das hinterste weiter.z.B. Wenn das Tier über einen Graben geht, muss nur das Erste an
den Rand herantreten und die anderen Beine wissen schon, dass sie einen größeren
Schritt machen müssen. Sie lernen also vom Ersten.
Die Beine der Stabheuschrecke werden dezentral gesteuert.
Das heißt, dass jedes
Bein einen Schrittmustergenerator besitzt.
Das Gesamtmuster der Bewegung eintsteht
aus dem Austausch zwischen den verschiedenen Zentren: Das sind sechs unabhängige
Nervenzellen, eine pro Bein, die miteinander vernetzt sind.
Genauso funktioniert der Roboter Lauron 2 (linkes Bild) (Laufende Roboter). Er wird neuronal gesteuert. Auch hier lernen die hinteren Beine von den beiden vorderen Beinen.
Nach maximal 4 Schritten ist eine Störung wieder ausgeglichen. Dieser Lauf Roboter wurde ausschließlich zu Forschungszwecken entwickelt.
Bei der Entwicklung des Lauron wurde besonderen Wert auf das Verhältnis Nutzlast zu Eigengewicht gelegt.
Während Insektenbeine oft das Hundertfache ihres Eigengewiches tragen können, kommt der Lauron immerhin auf ein Trgkraft-Eigengewicht-Verhältnis von 6:1.
Der Lauron hat 6 identische Beine, die an starren Zentralkörper befestigt sind. Jedes Bein besitzt 3 rotatorische Freiheitsgrade zwischen den vier Segmenten Unterschenkel, Oberschenkel, Hüfte und Aufhängung. Diese Beweglichkeit erlaubt es dem Roboter auch auf dem Rücken zu laufen.
Damit ein solches komplexes System funktioniert, sind insgesamt 150 Sensoren unterschiedlicher Ausführung notwendig.
![[Der Sandkäfer mit seiner Beute]](../bilder/sandk.jpg)
Der Sandkäfer hat eine Rote Waldameise erbeutet. Glück für den Käfer...
Mehr gibt es dazu nicht zu sagen?
Doch!
![[Der High-Tech Käfer]](../bilder/image4.jpg) Die High-Tech Spezialisten gäben viel, wenn sie nachvollziehen könnten, wie der kleine Käfer so präzise seine Beute ergreifen und sich so geschickt fortbewegen kann obwohl er nur ein Gehirn von der Größe einer Stecknadel hat.
Solche Fragen sind nicht nur zweckfrei interessant.
Der Insektenroboter, der an der Cambridge Universität (rechtes Bild)entwickelt wurde, ist sicherlich seinem natürlichen Vorbild weit unterlegen und es ist sogar fragwürdig ober er jemals seinem Vorbild in Eleganz und Präzision gleich, geschweigedenn überlegen sein wird. Doch die Forscher sind, zumindest in der Fortbewegung unlängst einen sehr großen Schritt weitergekommen.
Es wird nichtmehr ein zentrales, kompliziertes Elektronengehirn verwendet, sondern ein
dezentralgesteuertes "Gehirn".Bislang war Treppensteigen für Roboter eine fast unlösbare Aufgabe.
Doch die neue Käfer-Roboter-Generation reagiert ja reflexartig. Es macht die Mikromachine
mobil und agil, kurzum erfolgreich! -genau wie die Insekten. Doch interessanter als
die Frage wie genau eine Kopie sein kann, ist die Frage:
Wie konnte das Original so
perfekt entstehen?
Es gab eine unverstellbare lange "Testreihe".
Per Computersimulation ist es heute auch möglich vergleichbare >evolutionäre Bedingungen <
für die Technik erzustellen. Insofern ist die Hoffnung doch nicht ganz aus der Luft
gegriffen, dass sich eines Tages nützliche Minikäfer aufmachen, unseren Alltag
zu verändern.
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