KI entwirft modulare Roboter für schwieriges Gelände

Neue Robotersysteme aus autonomen Modulen kombinieren KI-Design mit modularer Bauweise. Die Maschinen wurden im Gelände getestet und zeigen robuste Bewegungen auf unterschiedlichen Untergründen.

Ein Team der Northwestern University im US-Bundesstaat Illinois hat modulare Roboter entwickelt, die sich zu unterschiedlichen Maschinen zusammensetzen lassen und auch nach Beschädigungen weiterarbeiten können. Die Systeme bestehen laut Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences aus einzelnen, autonomen Robotermodulen.

Jedes Modul enthält Motor, Batterie und Rechner und soll eigenständig rollen, drehen oder springen können. Werden mehrere Einheiten gekoppelt, entstehen größere Roboter mit unterschiedlichen Bewegungsmustern. Nach Angaben der Forscher lassen sich so zahlreiche Konfigurationen realisieren.

Roboterkörper aus KI-Evolution

Für die Gestaltung der Körperformen nutzte das Team einen evolutionären Algorithmus. Das System kombinierte verschiedene Modulanordnungen, simulierte ihre Bewegungen und wählte leistungsfähige Varianten aus. Aus diesen entstanden anschließend neue Designs.

Die resultierenden Roboter weichen deutlich von klassischen Konstruktionen ab. Statt an bekannte Tier- oder Menschenformen angelehnt zu sein, erzeugte die KI neuartige Strukturen. Je nach Konfiguration bewegen sich die Maschinen laut den Forschern beispielsweise wellenartig oder springend über den Boden.

Tests auf unebenem Terrain

Das Team baute mehrere Varianten mit drei, vier oder fünf Modulen und testete sie außerhalb des Labors. Dabei bewegten sich die Systeme über unterschiedlichste Untergründe wie Kies, Gras, Sand oder unebene Ziegelsteine. Auch Hindernisse konnten sie überwinden.

Fällt ein Modul aus oder löst sich vom Gesamtsystem, können die übrigen Teile weiterarbeiten. Abgetrennte Module bleiben eigenständig beweglich und können laut den Forschern wieder zur Gruppe zurückkehren.

Modulare Systeme als Forschungsplattform

Die Studie knüpft an frühere Arbeiten des Teams an, bei denen Algorithmen erstmals eigenständig einfache Roboterkörper entwarfen. Damals konnten die Maschinen jedoch lediglich über eine Tischfläche laufen.

Mit den neuen Systemen wollen die Forscher untersuchen, wie modulare Robotik und KI-gestützte Konstruktion zusammenwirken. Ziel ist es, Roboter zu entwickeln, die sich in unstrukturierten Umgebungen bewegen und ihre Fähigkeiten an wechselnde Bedingungen anpassen können.