Maschinenwesen
Roboter kriecht in Wellen voran

Einen flexiblen Roboter nach dem Vorbild skelettloser Meerestiere wie Seesterne oder Tintenfische haben Wissenschaftler der Harvard University entwickelt.
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Er kann kriechen, sich in Wellenform über den Boden bewegen und unter Hindernissen durchquetschen. Mit seinem Bewegungsprofil hat der biegsame Roboter, den Forscher der Harvard University entwickelt haben, so manchen Vorteil – verglichen mit starren Verwandten aus Blech und Metall. Über ihr neues Maschinenwesen berichten US-Forscher aktuell im Fachmagazin PNAS.

Als Vorbild für ihre Entwicklung wählten Robert Sheperd und seine Kollegen von der Harvard University in Cambridge (US-Bundesstaat Massachusetts) skelettlose Meerestiere wie Seesterne und Tintenfische. Der mit der sogenannten Soft-Litographie aus weichen, dehnbaren Kunststoffpolymeren hergestellte Roboter erinnert seiner Form nach an ein liegendes, kopfloses Gummimännchen. Arme und Beine sind einzeln steuerbar, ebenso der dazwischen liegende Bauch.

Angetrieben wird der Roboter pneumatisch über Luftdruckänderungen. Jeder der fünf Abschnitte enthält Luftkammern und ist mit einem Luftschlauch verbunden. Wird Luft in die Kammern eines Abschnitts geblasen – etwa eines Beines – füllen sie sich wie ein Ballon.

Weil die verwendeten Materialien unterschiedlich dehnbar sind, wölbt sich der entsprechende Abschnitt – die Gliedmaße stellt sich auf. Steuert man nun nacheinander einzelne Abschnitte mit unterschiedlich starkem Luftdruck an, bewegt sich der Roboter über den Boden.

Im Kriechgang erreicht der Roboter eine Spitzengeschwindigkeit von 92 Metern pro Stunde, bei einer wellenförmigen Fortbewegung über den Boden 13 Meter pro Stunde. Seine Einsatzfähigkeit dokumentierten die Wissenschaftler unter anderem durch ein Experiment, bei dem sie die kaum einen Zentimeter hohe Maschine unter einer Glasplatte hindurch kriechen ließen.

Roboter aus festen Materialien seien nicht nur schwer und teuer herzustellen, sondern in ihren Bewegungen oft auch stark eingeschränkt, so die Forscher. Zudem lassen sie sich in schwierigem Gelände nur schlecht manövrieren. Flexible, pneumatische Roboter hätten demgegenüber nicht nur den Vorteil, dass sie schneller und günstiger herzustellen seien, sie könnten zudem mit einfachster Steuerung eine Vielzahl von unterschiedlichen Bewegungen ausführen.

Noch allerdings ist der Kriechroboter sehr anfällig für Schäden. So können seine weichen Materialien durch scharfe Gegenstände in der Umgebung leicht verletzt werden. Zudem kann die Maschine bislang nur geringe Lasten tragen. Mit neuen Materialien wollen die Wissenschaftler ihren Roboter nun robuster und tragfähiger machen.

Thomas Trösch
Thomas Trösch
Handelsblatt / Redakteur Wissenschaft + Technik
Agentur
dpa 
dpa Deutsche Presse-Agentur GmbH / Nachrichtenagentur

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