Der Super Ball Bot könnte dabei helfen, den schwierigsten und teuersten Teil einer Robotermission auf einen anderen Planeten zu überwinden: die sichere Landung.
Roboter in Form flexibler Kugeln - genannt Super Ball Bots - könnte eines Tages rollen und herumhüpfen, um die Oberfläche von Saturns größtem Mond, Titan, zu erkunden. Es handelt sich um ein neuartiges Design, mit dem sich die schwierigste und teuerste Aufgabe einer Robotermission auf einen anderen Planeten, nämlich die sichere Landung auf der Planetenoberfläche, kostengünstig erledigen lässt.
Adrian Agogino, Hauptermittler für die Super Ball Bot beschreibt es als:
... radikale Abkehr von der traditionellen starren Robotik Tensegrity Roboter.
Agogino schreibt über das Projekt auf der NASA Ames-Website und erklärt, dass dieser Roboter, der aus einer Reihe miteinander verbundener Stäbe und Kabel in Form einer Kugel besteht, auf einem Konzept namens basiert Tensegrity.
Computergezeichnetes Modell eines Super Ball Bot. Bild über die NASA Ames.
Ein Begriff von Buckminster Fuller aus „Zehnional inteGüte,” Tensegrity ist definiert als eine dreidimensionale Struktur aus starren Bauteilen wie Metallrohren, die jeweils ohne direkten Kontakt mit einem spannungsführenden Bauteil wie Kabeln verbunden sind. Zusammen behalten diese beiden Arten von Bauteilen die Integrität einer Struktur bei, sei es eine natürliche Form wie der Bewegungsapparat oder künstliche Konstruktionen wie die 1.500 Fuß lange Kurilpa-Brücke in Queensland, Australien, wie im folgenden Bild dargestellt.
Die Kurilpa Brücke überquert den Brisbane Fluss in Brisbane, Australien. Mit 1.500 Fuß Länge ist es die weltweit größte Hybrid-Tensegrity-Brücke. Bildnachweis: Paul Guard über Wikimedia Commons.
Die Zukunft der Erforschung von Robotersystemen liegt in kostengünstigen, kinderleichten, flexiblen Systemen. Eine kompakte Nutzlast würde die Start- und Transportkosten senken. Die gefährlichste Phase der Mission, die Landung an der Oberfläche, muss einfach und sicher durchgeführt werden. Der Roboter musste flink genug sein, um das schwierigste Gelände zu bewältigen.
Super Ball Bots mit wissenschaftlichen Instrumenten könnten zusammengeklappt werden, um eine leichte, kompakte Nutzlast für den Start und den Transport zu einem Ziel in unserem Sonnensystem zu schaffen. Sie könnten aus der Umlaufbahn ausgepackt und eingesetzt werden und auf eine Hüpfburg auf der Oberfläche eines Planeten gelenkt werden, wo die elastische Absorption von Energie durch die Tensegrity Die Struktur würde die zentral angeordneten Instrumentenpakete vor Stößen schützen. Um sich auf der Oberfläche zu bewegen, würde der Bot Stellmotoren in seinen Spannungskomponenten verwenden, um sich selbst zu verzerren und im Gelände zu rollen.
Das obere Bild zeigt, wie Super Ball Bots von der Umlaufbahn eingesetzt werden können, um auf einer Planetenoberfläche zu landen. Im unteren Bild zeigt eine Konzeptzeichnung die zentralen Instrumentennutzlasten. Bildnachweis: NASA Ames.
Allerdings fahren a Tensegrity Struktur ist viel schwieriger als es im Video aussieht. Der Super Ball Bot müsste so programmiert werden, dass er verschiedene Landschaften durchquert und Hindernisse bewältigt. Vielleicht sollte er sich selbst beibringen, seine Lauffähigkeiten schrittweise zu verbessern, um sich an bestimmte Terrains anzupassen. Agogino und sein Team arbeiten derzeit mit kleinen Prototypen von Ballbots mit einem Durchmesser von etwa einem Meter (drei Fuß). Die Bots könnten jedoch skaliert werden, um sie für verschiedene wissenschaftliche Missionen anzupassen.
Computergezeichnetes Bild von Super Ball Bots, die um die Oberfläche eines Planeten rollen. Bild über die NASA Ames.
Fazit: Wissenschaftler entwerfen einen innovativen neuen Robotertyp, der eines Tages Saturns größten Mond, den Titan, erforschen könnte. Synchronisiert Super Ball BotDiese flexible Kugel mit einem zentralen Instrumentenpaket soll auf eine Landung auf der Oberfläche hüpfen und sich dann drehen, um das Gelände zu erkunden, indem sie sich selbst verformt. Dieses Designkonzept ist bekannt als TensegrityEin Name für Strukturen, bei denen starre Bauteile ohne direkten Kontakt mit unter Spannung stehenden Bauteilen verbunden sind, z. B. Metallstangen, die mit flexiblen Kabeln verbunden sind.