PLANTOID: Roboter-Pflanzen aus dem 3D-Drucker

Pflanzen statt Tiere als Vorbild in der Robotik: Beim Forschungsprojekt PLANTOID spielen ein "Stamm", der mittels 3D-Drucker gedruckt wurde, "Blätter", die ihre Umwelt erspüren können, und "Wurzeln", die wachsen und ihre Richtung ändern können, eine besondere Rolle. Konkrete Anwendungen gibt es noch nicht, aber theoretisch steht den "Pflanzobotern" sogar der Weltraum offen. [...]

Menschen sehen Probleme und Lösungen naturgemäß eher aus Sicht von Tieren und tendieren dazu, Pflanzen als passive Organismen wahrzunehmen, die nicht wirklich etwas „machen“. Dem ist jedoch nicht so: Pflanzen bewegen sich und spüren ihre Umwelt – und dies auf äußerst effiziente Weise.
 
Barbara Mazzolai vom Istituto Italiano di Tecnologia koordiniert das im Rahmen des siebten Rahmenprogramms (FP7) durchgeführte Projekt PLANTOID, welches vom Programm Future and Emerging Technologies (FET) finanziert wurde. Sie sagt, dass der Mensch viel von den Pflanzen lernen kann. „Unser Ziel ist es, eine neue Generation an Hard- und Softwaretechnologien für die IKT zu konstruieren, testen und validieren – und unsere Inspiration sind die Pflanzen.“ Potenzielle Anwendungen für solche Technologien sieht sie in der Landwirtschaft, Medizin und sogar in der Erforschung des Weltraums.
 
Der PLANTOID-Prototyp wurde mit zwei funktionellen Wurzeln ausgestattet: Eine Wurzel demonstriert die Fähigkeit, sich als Reaktion auf Input, den der Sensor an der Wurzelspitze wahrnimmt, zu biegen. Dadurch kann sich die Wurzel von Hindernissen oder aggressiven oder toxischen Substanzen wegbewegen. Die zweite Wurzel demonstriert das künstliche Wachstum. „Nahe der Wurzelspitze werden Schichten neuer Materialen abgelagert, um eine antreibende Wirkung zu erzeugen und so den Boden zu durchdringen“, erklärt Mazzolai. Der Roboter wächst daher praktisch, indem er seine eigenen Strukturen aufbaut und den Boden durchdringt.
 
Die Wurzeln sind mit einem Stamm verbunden, in dem sich ein Mikrocomputer befindet. Der Stamm selbst ist aus Kunststoff und wurde mit einem 3D-Drucker hergestellt. Des Weiteren hat der PLANTOID-Roboter auch „Blätter“, die mit Sensoren ausgerüstet sind und – ganz wie natürliche Blätter – Umweltbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Erdanziehung, Berührungen und chemische Faktoren messen können.
 
NOCH KEINE ANWENDUNG
Das Projekt PLANTOID, von der EU mit 1,6 Mio. Euro gefördert, ist das erste Projekt, das die Konstruktion und Entwicklung von auf Pflanzenmodellen basierenden Robotiklösungen zum Ziel hat. Der Prototyp ist dabei nicht für eine bestimmte Anwendung gedacht, sondern soll eine Demonstration dieser neuen Robotertechnologien darstellen. In der Zukunft, so Mazzolai, könnte die Technik jedoch in realen Anwendungen zum Einsatz kommen, etwa um Schadstoffkonzentrationen wie Verunreinigungen mit Schwermetallen oder die Nährstoffe in der Umwelt zu messen oder auch die Bedingungen in Böden aufzuzeichnen und zu überwachen.