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Morti – der Roboter-Hund, der selbstständig laufen lernt

Wenn Giraffen und Fohlen auf die Welt kommen, stolpern und staksen sie erstmal durchs Gras. An einem Roboter-Hund simulieren Forscher nun, wie Tiere nach und nach flüssige Bewegungen erlernen.

An dem vierbeinigen Roboter-Hund Morti simulieren Forscher, wie Tiere nach und nach flüssige Bewegungen erlernen.
Foto: Felix Ruppert/DLG Forschungsgruppe am MPI-IS/dpa

Er besteht zwar nicht aus Fleisch und Blut, sondern aus Kabeln, Kunststoff und Kupfer, aber bei den ersten Gehversuchen lässt er junge Giraffen oder Fohlen ziemlich alt aussehen: Der vierbeinige Roboter-Hund Morti hat keinen richtigen Kopf, ist groß wie ein Labrador und lernt innerhalb von nur einer Stunde das Laufen.

Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart haben ihn gebaut – um zu ergründen, wie Tiere flüssige Bewegungsabläufe erlernen. Ihre Entwicklung stellen sie im Fachblatt «Nature Machine Intelligence» vor.

Zwar besitzen Tiere nach der Geburt alle nötigen Muskeln und Sehnen zur Fortbewegung, die Koordination müssen sie aber erstmal lernen. Die ersten Gehversuche bestehen daher meist aus unkontrolliertem Rumstaksen, die Tiere sind auf ihre Reflexe angewiesen. Um zu verstehen, wie die Tiere aus Stolperern lernen, haben die Stuttgarter Forscher den vierbeinigen Roboter Morti gebaut. «Als Ingenieure beziehungsweise Robotiker suchten wir die Antwort, indem wir einen Roboter bauten, der wie ein Tier Reflexe besitzt und aus Fehlern lernt», sagt der ehemalige Doktorand am Max-Planck-Institut, Felix Ruppert.

Laufen lernen in einer Stunde

Ergebnis: Roboter Morti lernt mit einem Algorithmus in nur einer Stunde, seine Mechanik möglichst gut einzusetzen. Stolpert er, ändert der Lernalgorithmus, wie weit die Beine vor und zurück schwingen, wie schnell sie schwingen, wie lange ein Bein auf dem Boden bleibt. Die Beinbewegung wird angepasst, bis das Gehen ohne Stolpern funktioniert. «Die Veränderung der Vorgabe, was die Beine tun sollen, ist der Lernprozess», sagt Ruppert.

Es handelt sich dabei um Grundlagenforschung an der Schnittstelle zwischen Robotik und Biologie. Was bei Tieren Nervenzellen im Rückenmark bewirken, übernimmt bei Morti ein Computer. Dafür gleicht der Roboter-Hund Sensorinformationen von seinen Füßen permanent mit den Bewegungsmustern in seinem virtuellen Rückenmark ab. «Wir können das Rückenmark eines lebenden Tieres nicht erforschen», sagt Co-Autor Alexander Badri-Spröwitz. «Wir können es aber im Roboter modellieren.»

dpa