Roboterhund läuft Marathon mit einer einzigen Akkuladung
von Roboterwelt Redaktion25. September 2026
Der vierbeinige Roboter RAIBO2 vom KAIST in Südkorea hat einen offiziellen Marathon über 42,195 Kilometer ohne Akkuwechsel absolviert. Jetzt ist die Studie dazu in Nature erschienen. Pro Kilo Körpergewicht und Meter Strecke verbrauchte der Roboter weniger Energie als ein Mensch.
Am 17. November 2024 startete beim 22. Sangju-Gotgam-Marathon in der Provinz Gyeongsangbuk-do ein ungewöhnlicher Teilnehmer: ein rund 45 Kilogramm schwerer vierbeiniger Roboter. Nach 4 Stunden, 19 Minuten und 52 Sekunden lief RAIBO2 ins Ziel. Die Zeit ist im offiziellen Zeitmesssystem der Veranstaltung erfasst. Geladen wurde unterwegs nicht, und der Akku wurde auch nicht getauscht. Beim Zieleinlauf waren noch rund 37 Prozent der Energie übrig.
Fast zwei Jahre später liefert das Team um Jemin Hwangbo, Professor für Maschinenbau am Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), die wissenschaftliche Auswertung. Die Studie „A quadruped robot designed to complete a marathon on a single battery charge“ ist am 23. September 2026 im Fachjournal Nature erschienen. Erstautoren sind die Doktoranden Choongin Lee, Donghoon Youm und Jeongsoo Park. Laut koreanischen Medien ist es die erste Robotik-Arbeit aus Südkorea im Hauptjournal von Nature.
Eine anspruchsvolle Strecke
Der Sangju-Marathon gilt als einer der schwierigsten in Korea. Laut Studie summieren sich die Höhenmeter auf 286 Meter, die steilsten Abschnitte haben Steigungen von 18,4 Grad. Der Wendepunktkurs verläuft großteils auf Asphalt, teils aber auch über Strecken, die mit nassem Laub bedeckt und dadurch rutschig waren. Laut GPS-Daten lief RAIBO2 im Schnitt mit 2,64 Metern pro Sekunde, also rund 9,5 km/h.
Über die gesamte Distanz verbrauchte der Roboter 1.280 Wattstunden, rund 63 Prozent seines 2.016-Wh-Akkus. Die Akkuspannung fiel dabei von 67,2 auf 57,6 Volt. Aus diesen Messwerten errechnen die Forschenden eine theoretische Reichweite von bis zu 67 Kilometern.
Effizienter als ein Mensch
Die entscheidende Kennzahl heißt „Cost of Transport“ (COT). Sie beschreibt, wie viel Energie ein System braucht, um sein eigenes Gewicht über eine bestimmte Strecke zu bewegen. RAIBO2 erreichte beim Marathon einen Gesamt-COT von 0,25. Für den Menschen setzen die Autoren den Referenzwert 0,37 an. Laut Studie ist RAIBO2 damit der erste Vierbeiner-Roboter, der diesen menschlichen Wert unterbietet.
Im Vergleich mit anderen Laufrobotern ist der Abstand noch größer. Die Autoren haben die Datenblätter von Plattformen wie Unitree B1 und B2, ANYmal, Vision 60 und DEEP Robotics X30 ausgewertet. Danach kommt RAIBO2 pro Wattstunde Akkukapazität mehr als dreimal so weit wie der Durchschnitt dieser Roboter. Bisherige Laufroboter schaffen mit einer Ladung laut Studie höchstens etwa 20 Kilometer. Wie die kommerzielle Konkurrenz aus derselben Gewichtsklasse aufgestellt ist, zeigt unser Beitrag zum Unitree A2.
Weniger Verluste statt größerer Akku
Das Problem ist grundsätzlich: Anders als ein Radfahrzeug muss ein Laufroboter ständig Energie aufwenden, nur um sein Gewicht zu tragen. Seine Gelenkmotoren arbeiten auch dann, wenn er stillsteht. Außerdem geht bei jedem Aufsetzen eines Fußes Bewegungsenergie verloren. Die Studie verfolgt deshalb einen ganzheitlichen Ansatz. Das Team hat die Verluste des Roboters vollständig aufgeschlüsselt und dann Mechanik, Elektronik und Steuerung gemeinsam optimiert.
Bei 3 m/s, der effizientesten Geschwindigkeit des Roboters, gehen gut zwei Drittel der Verluste (67,7 Prozent) als Wärme in Motoren und Motortreibern verloren. Mechanische Verluste wie Getriebereibung, Fußaufprall und Rutschen machen 22,7 Prozent aus. Der Rest entfällt auf den Grundverbrauch von Rechner und Sensorik. Daraus leiten die Forschenden drei Ansatzpunkte ab:
Leichte, „kraftdurchlässige“ Mechanik: Jedes der vier identischen Beine hat drei baugleiche Antriebe, insgesamt also zwölf bürstenlose Gleichstrommotoren. Jeder davon hat nur ein einstufiges Planetengetriebe mit einer Untersetzung von 7,15:1. Das senkt die Reibung im Getriebe. Die Beinmechanik wiegt ohne Antrieb nur 1,1 Kilogramm. Hohlwellen, Aluminium-Rotorträger und Nadellager halten die bewegten Massen klein, sodass beim Aufsetzen weniger Energie verloren geht.
Verlustarme Motortreiber: Die Treiberplatinen hat das Team selbst entwickelt. Sie haben dickere Kupferlagen, MOSFETs mit besonders niedrigem Widerstand und Hall-Stromsensoren statt Shunt-Widerständen. Zusätzlich wurde der Gate-Widerstand von den im Referenzdesign üblichen 180 auf 10 Ohm gesenkt und die Schaltfrequenz von 20 auf 15 kHz reduziert.
Sparsam trainierte Steuerung: Das Gangmuster hat ein neuronales Netz per Reinforcement Learning in der hauseigenen Simulationsumgebung RaiSim gelernt. Die Belohnungsfunktion bestraft ausdrücklich zwei Dinge: Füße, die zu schnell auf den Boden treffen, und Motorströme im Bereich der magnetischen Sättigung, in dem Motoren ineffizient arbeiten.
Hinzu kommt ein Effekt, den auch Elektroautos nutzen: Bergab gewinnt RAIBO2 Energie zurück. Bei Messungen auf einer 7-Grad-Rampe kostete der Anstieg rund 100 Watt zusätzlich, beim Abstieg wurden rund 107 Watt zurückgewonnen. Die 286 Höhenmeter der Strecke gleichen sich damit weitgehend aus.
Aus Fehlern gelernt
Der Erfolg kam nicht beim ersten Versuch. Nach Angaben des KAIST lief RAIBO2 bereits im September 2024 bei einem Marathon mit, blieb aber nach etwa 37 Kilometern mit leerem Akku stehen. Der Grund: Der Roboter hatte ständig das Tempo gewechselt, um sich an die umgebenden Läuferinnen und Läufer anzupassen, und dabei mehr Energie verbraucht als geplant. Danach überarbeitete das Team das System und die Gangsteuerung, bevor RAIBO2 zwei Monate später in Sangju erneut an den Start ging.
Grenzen der Studie
Autonom war RAIBO2 beim Marathon nicht unterwegs. Eine Person steuerte Richtung und Tempo, der Roboter setzte die Befehle mit seinem erlernten Gangmuster um. Der Controller arbeitet außerdem „blind“, also ohne Kameras oder Umgebungskarte. Die Autoren nennen beides selbst als offene Aufgaben: Für Treppen oder unwegsames Gebirge brauche es angepasste energieeffiziente Gangstrategien, und für autonome Einsätze Planungsverfahren, die energiesparende Routen finden.
Was gelernte Gangsteuerung leisten kann, sobald der Roboter seine Umgebung wahrnimmt, zeigt unser Beitrag über einen Vierbeiner, der im Lauf durch enge Öffnungen springt.
Vom Labor in die Industrie
Als Einsatzfelder nennen die Forschenden Rettungseinsätze in Katastrophengebieten und im Gebirge sowie Liefer- und Patrouillendienste in Städten. Auf Reichweite kommt es dabei besonders an. Vermarktet wird die Technik über Raion Robotics, eine Ausgründung aus Hwangbos Labor. Laut Seoul Economic Daily hat das Start-up im vergangenen Jahr neun RAIBO2-Einheiten verkauft und will 2026 rund 50 Laufroboter produzieren.
Hwangbo betonte gegenüber koreanischen Medien, dass es nicht einfach um einen größeren Akku gehe. Der Schlüssel sei, Mechanik, Antrieb und Gangsteuerung gemeinsam zu optimieren. Ziel sei es, die im Labor erreichte Leistung in Produkte zu überführen, die im industriellen Alltag zuverlässig funktionieren.
Code und Daten hat das Team öffentlich gemacht: Das Trainings-Framework für die Gangsteuerung liegt auf GitHub, die Messdaten auf Zenodo. Gefördert wurde die Arbeit vom Samsung Research Funding & Incubation Center.
Quellen
Alle Angaben in diesem Artikel wurden am 25. September 2026 geprüft.
