Wie kann ein Roboter hören, wo die Wand ist?

Hast du schon einmal in einem Tunnel oder einer großen, leeren Halle Hallo gerufen? Kurz darauf kam deine eigene Stimme zu dir zurück. Hallo, hallo! Vielleicht hast du auch schon ein kleines Roboterauto über den Boden rollen sehen, das kurz vor einer Wand anhält.

Dieser Roboter hat keine Augen wie du, und er berührt die Wand auch nicht vorher. Wie kann ein Roboter also hören, wo die Wand ist?

Vorne am Roboter sitzt ein kleiner Lautsprecher. Damit sendet der Roboter einen kurzen Piepton aus Ultraschall aus. Ultraschall ist ein Ton, der so hoch ist, dass deine Ohren ihn nicht hören können. So kann der Roboter immer wieder piepen, ohne jemanden zu Hause zu stören.

Der Ultraschall saust durch die Luft nach vorne, bis er die Wand erreicht. Die harte Wand hält den Ton auf und wirft ihn zum Roboter zurück. Das ist wie bei einem Ball, den du gegen eine Wand wirfst.

Der zurückgeworfene Ton ist ein Echo, genau wie deine Stimme im Tunnel. Direkt neben dem Lautsprecher hat der Roboter ein Mikrofon, das wie ein Ohr funktioniert. Das Mikrofon nimmt das Echo auf, sobald es wieder beim Roboter ankommt.

Der Roboter misst auch die Zeit vom Aussenden des Pieptons bis zur Ankunft des Echos. Was meinst du: Kommt das Echo schnell oder langsam zurück, wenn die Wand ganz nah ist?

Das Echo kommt sehr schnell zurück, weil der Ton nur einen kurzen Weg zurücklegen muss. Ist die Wand weit weg, hat der Ton einen längeren Weg und das Echo braucht mehr Zeit. Eine kurze Wartezeit verrät dem Roboter, dass die Wand nah ist. Eine lange Wartezeit verrät ihm, dass sie weit weg ist.

Jede dieser Hin- und Rückreisen dauert kürzer als ein Blinzeln. Deshalb sendet der Roboter immer wieder Ultraschall aus, viele Male in jeder Sekunde. So weiß er immer, wo die Wand ist, auch während er weiterrollt.

Ultraschall. Der Roboter sendet einen Piepton aus Ultraschall aus und lauscht auf das Echo von der Wand. Kommt das Echo schnell zurück, weiß er, dass die Wand nah ist.

Wenn du das nächste Mal dein eigenes Echo hörst, kannst du lächeln und an einen Roboter denken, der lauschend seinen Weg durchs Zimmer findet.