Sein Name ist Leonardo, kurz Leo. Der Name ist ein Akronym für LEgs ONboARD DrOne. Das beschreibt die futuristische Maschine schon ganz gut, aber Leo ist mehr als nur eine Drohne, an die Beine montiert wurden. Optisch erinnert er ein wenig an eins der unheimlichen Spielzeuge von Nachbarsjunge Sid aus dem ersten Toy-Story-Film, ist dazu bloß eine hochkomplexe Maschine, die wohl kein Achtjähriger mal so eben zusammenbauten kann.

Entwickelt wurde Leo von Caltech-Ingenieuren im Center for Autonomous Systems and Technologies (CAST). Die Forscher bauten den ersten Roboter, der mehrgelenkige Beine und einen Propellerantrieb verwendet, um volle Kontrolle über seine eigene Balance zu behalten. Durch die Kombination zweier Fortbewegungsmöglichkeiten ist Leo sehr wendig und in der Lage, komplexe Bewegungen auszuführen.

„Wir haben uns von der Natur inspirieren lassen. Denken Sie darüber nach, wie Vögel flattern und hüpfen können, um auf Telefonleitungen zu navigieren“, sagt Soon-Jo Chung, korrespondierende Autorin und Professorin für Luft- und Raumfahrt sowie Steuerung und dynamische Systeme, in der Caltech-Veröffentlichung. „Wenn Vögel sich zwischen Gehen und Fliegen bewegen, passiert ein komplexes, aber faszinierendes Verhalten. Das wollten wir verstehen und daraus lernen.“

Zweibeinige Roboter sind in der Lage, komplexe Geländestrukturen in der realen Welt zu bewältigen, indem sie dieselben Bewegungen wie Menschen verwenden, wie zum Beispiel springen, rennen oder sogar klettern. Sie werden jedoch immer wieder durch unwegsames Gelände behindert. Flugroboter hingegen navigieren leicht durch schwieriges Gelände, indem sie einfach dem Boden ausweichen. Aber auch sie haben Grenzen. Zu nennen sind hier vor allem der hohe Energieverbrauch während des Fluges und die begrenzte Nutzlastkapazität.

„Roboter mit einer multimodalen Fortbewegungsfähigkeit können sich effizienter durch herausfordernde Umgebungen bewegen, als herkömmliche Roboter, indem sie entsprechend zwischen ihren verfügbaren Fortbewegungsmöglichkeiten wechseln. Leo zielt insbesondere darauf ab, die Lücke zwischen den unterschiedlichen Domänen der Luft- und der zweibeinigen Fortbewegung zu schließen, die normalerweise nicht in bestehende Robotersysteme verflochten ist“, sagt Kyunam Kim, Postdoktorand am Caltech.

Durch die Verwendung einer Hybridbewegung, die irgendwo zwischen Gehen und Fliegen liegt, holen die Forscher das Beste aus beiden Welten in Bezug auf die Fortbewegung heraus. Die leichten Beine von Leo entlasten die Triebwerke, indem sie den Großteil des Gewichts tragen. „Je nach Art der zu überwindenden Hindernisse kann Leo entweder das Gehen oder das Fliegen verwenden oder beides nach Bedarf kombinieren. Wie zum Beispiel das Gehen auf einer Slackline und das Skateboarden“, sagt Patrick Spieler, Co-Lead-Autor des Science Robotics Papers und ehemaliges Mitglied von Chungs Gruppe, der derzeit beim Jet Propulsion Laboratory arbeitet, das von der Caltech für die Nasa geleitet wird.

Leo ist dennoch nach wie vor ein Prototyp, der zeigen soll, ob ein zweibeiniger Flugroboter Aufgaben ausführen kann, die sonst für Bodenroboter und Luftdrohnen schwierig bis unmöglich wären. In Zukunft könnte eine vollwertige Version von Leo mit komplizierten und mitunter auch gefährlichen Aufgaben betraut werden. Dazu gehören etwa die Inspektion und Reparatur beschädigter Infrastruktur, die Installation neuer Geräte an schwer zugänglichen Stellen oder Unterstützung bei Naturkatastrophen oder Industrieunfällen. Es ist auch denkbar, dass derartige Roboter empfindliche Ausrüstung auf der Oberfläche anderer Planeten transportieren. Unter Umständen könnte der agile zweibeinige Flieger auch zu militärischen Zwecken eingesetzt werden.

Über seine Rolle bei einer Roboterapokalypse reden wir an dieser Stelle einfach einmal nicht. Das könnte zu gruselig werden.