Soft Robots 2.0 ähneln Raupen in Kriechbewegung

Der Prototyp eines Softroboters passt sich an Umgebung an und bewegt sich selbstständig fort. [...]

Forscher der University of Houston haben Softroboter entwickelt, die sich selbstständig fortbewegen. Diese setzen sich aus aktorischer und sensorischer Elektronik zusammen. Es handelt sich um einen künstlichen Muskel, der auf Temperaturen reagiert und sich dem Umfeld anpasst. Die Kriechbewegung ähnelt einer Raupe oder einer Baumaschine. Der Roboter ändert in Anlehnung an die Umgebung seine Form.

Einsetzbar in zahlreichen Bereichen

Möglichen Anwendungsgebieten sind von der Medizin über Naturkatastrophen bis hin zum Militär keine Grenzen gesetzt. „Schwierig wird es jedoch, die Energieversorgung und Steuerung auf dem Roboter unterzubringen, wenn er autonom arbeiten soll. Hierfür müsste der Roboter dann mehr Gewicht tragen können und diese Komponenten sind schwierig in flexiblen Materialien auszuführen“, gibt Bernhard Dieber von ROBOTICS – Institut für Robotik und Mechatronik der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft gegenüber pressetext zu bedenken.

„Generell gilt, dass die Gestaltung eines Roboters immer applikationsspezifisch erfolgt. Das heißt, dass alles an dem Roboter einen bestimmten Zweck erfüllt. Der Vergleich mit Industrierobotern hinkt etwas, da diese ja für einen völlig anderen Zweck eingesetzt werden“, erklärt Dieber. Schon aufgrund der zu hebenden Lasten müssten sie aus steifen Materialien geformt werden. „Als Vergleich ziehe ich gerne den Menschen heran: Unseren Körper hat die Evolution dafür geschaffen, besonders vielseitig zu sein. Das heißt: Wir können viele verschiedene Aufgaben erfüllen, sind jedoch für keine spezielle besonders gut geeignet“, schildert der Experte.

Bei Tieren sei das völlig anders. „Sie sind an ihre Umgebung perfekt angepasst. Ähnlich verhält es sich mit Robotern, wir bauen sie in einer bestimmten Form, damit sie ihre Aufgaben möglichst gut erfüllen können. Daher werden Softroboter in bestimmten Bereichen eingesetzt, wo sie Vorteile gegenüber der steifen Ausführung besitzen, sie werden diese aber nicht ersetzen“, resümiert Dieber.

Verformbare Komponenten

Die Hauptkomponenten der Softroboter sind ultradünne und deformierbare Sensoren und Aktuatoren. Dadurch haben diese im Vergleich zu starren Robotern in manchen Bereichen signifikante Vorteile. Dazu gehört beispielsweise das Schlüpfen durch enge Spalten, um Opfer nach Erdbeben zu bergen. Der Prototyp enthält flüssigkristalline Elastomere, diese sind dotiert mit Kohlenstoff-Nanopartikeln, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern.

Zusätzlich verfügt der Softroboter über ein ultradünnes Netz, dehnbare thermische Aktuatoren sowie siliziumbasierte Lichtsensoren. Die thermischen Aktuatoren stellen die Wärme bereit, um den Roboter zu aktivieren. Das Modell ist 28,6 Millimeter lang, könnte jedoch laut Forschern leicht vergrößert werden. Darüber hinaus wollen die Wissenschaftler noch mit verschiedenen Arten von Sensoren experimentieren.

Die Hauptkomponenten der Softroboter sind ultradünne und deformierbare Sensoren und Aktuatoren. (c) uh.edu