Ein Forscherteam hat einen bahnbrechenden amphibischen Roboterhund vorgestellt, der mit bisher unerreichter Effizienz und Wendigkeit nahtlos zwischen Land- und Wasserumgebungen wechseln kann.
Im Gegensatz zu bisherigen amphibischen Robotern, die meist nach dem Vorbild von Reptilien oder Insekten konstruiert wurden, orientiert sich dieses neue Vierbeiner-System an den Schwimmmechaniken von Säugetieren. Der Roboter, 300 mm lang, 100 mm breit und 2,25 kg schwer, wurde von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Yunquan Li und Professor Ye Chen von der South China University of Technology entwickelt.
Die zentrale Innovation liegt im KI-gesteuerten, bioinspirierten Trajektorienplanungssystem, das die natürlichen Paddelbewegungen echter Hunde dynamisch nachahmt. „Die Fähigkeit unseres Roboterhundes, sich effizient im Wasser und an Land zu bewegen, verdankt er seiner bioinspirierten Trajektorienplanung, die den natürlichen Paddelgang echter Hunde imitiert“, erklärt Professor Li. „Die doppelgelenkige Beinstruktur und drei verschiedene Paddelgangarten beheben frühere Einschränkungen wie langsame Schwimmgeschwindigkeiten und unrealistische Gangplanung.“
Das Forschungsteam entwickelte und testete drei unterschiedliche Paddelgangarten: Zwei vom Hundepaddeln inspirierte Ansätze, die auf Geschwindigkeit und Vortrieb optimiert sind, sowie einen trabähnlichen Paddelstil, der für erhöhte Stabilität sorgt. Umfangreiche Experimente zeigten, dass die Hundepaddel-Methode in puncto Geschwindigkeit überlegen ist und eine maximale Wasser-Geschwindigkeit von 0,576 Kilometern pro Stunde erreicht, während der trabähnliche Stil auf Stabilität ausgelegt ist. An Land erreicht der amphibische Roboterhund eine Geschwindigkeit von 1,26 km/h.
Durch sorgfältige Konstruktion des Roboters, einschließlich präziser Gewichtsverteilung und Auftriebskontrolle, wird eine stabile und effektive Leistung in beiden Umgebungen gewährleistet. Das Team balancierte bewusst den Schwerpunkt und den Auftriebsmittelpunkt, um im Wasser die richtige Ausrichtung zu erhalten, und platzierte schwerere Komponenten wie Batterien und Steuerplatinen im unteren Bereich des Gehäuses.
Diese vielseitige Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen in der Umweltforschung, bei Such- und Rettungseinsätzen sowie in Katastrophenszenarien, in denen sowohl Land- als auch Wasserbeweglichkeit erforderlich ist. Die Studie, die am 8. Mai 2025 im Fachjournal Bioinspiration & Biomimetics von IOP Publishing veröffentlicht wurde, stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der naturinspirierten Robotik und amphibischer Mobilitätssysteme dar.