Wissenschaftler haben einen Roboter entwickelt, der sich wie ein skelettloses Meerestier bewegt – und dabei Erstaunliches leistet.
Cambridge - Er kann kriechen, sich in Wellenform über den Boden bewegen und unter Hindernissen durchquetschen: Mit seinem Bewegungsprofil hat der biegsame Roboter, den Forscher der amerikanischen Harvard University entwickelt haben, so manchen Vorteil - verglichen mit starren Verwandten aus Blech und Metall. Vorbild seien skelettlose Meerestiere wie Seesterne und Tintenfische gewesen, berichten die Entwickler in den "Proceedings" der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS). Die Kombination von einfachem Design, komplexen Bewegungen und Widerstandsfähigkeit gegen zumindest einige mechanische Schäden biete zahlreiche Einsatzmöglichkeiten.
Der Roboter erinnert mit seiner Form ein wenig an ein liegendes, kopfloses Gummimännchen. Die Forscher um Robert Sheperd stellten ihn mit der sogenannten Soft-Litografie aus weichen, dehnbaren Kunststoffpolymeren her. Arme und Beine des Roboters sind einzeln steuerbar, ebenso der dazwischen liegende "Bauch". Angetrieben wird das Gerät pneumatisch über Luftdruckänderungen.
Materialien sind recht anfällig für Schäden
Jeder der fünf Abschnitte enthält Luftkammern und ist mit einem Luftschlauch verbunden. Wird Luft in die Kammern eines Abschnitts geblasen - zum Beispiel eines Beines -, füllen sie sich wie ein Ballon. Weil die verwendeten Materialien unterschiedlich dehnbar sind, wölbt sich der entsprechende Abschnitt, und die Gliedmaßen stellen sich auf. Steuert man nun nacheinander einzelne Abschnitte mit unterschiedlich starkem Luftdruck an, bewegt sich der Roboter über den Boden.
Im Kriechgang erreicht das Gerät eine Spitzengeschwindigkeit von 92 Metern pro Stunde, bei einer wellenförmigen Fortbewegung über den Boden sind es 13 Meter pro Stunde. In einem Experiment ließen die Wissenschaftler den Roboter, der 0,9 Zentimeter hoch ist, unter einer Glasplatte hindurchkriechen, die zwei Zentimeter über dem Boden angebracht war. Sie steuerten den Roboter dabei per Hand.
Roboter aus festen Materialien seien nicht nur schwer und teuer herzustellen, sondern in ihren Bewegungen oft auch stark eingeschränkt, schreiben die Forscher. In schwierigem Gelände seien sie zudem nur schlecht zu manövrieren. Flexible, pneumatische Roboter hätten den Vorteil, dass sie schneller und günstiger herzustellen seien. Sie seien einfach zu steuern, könnten aber dennoch eine Vielzahl von unterschiedlichen Bewegungen ausführen. Die eingesetzten Materialien seien allerdings recht anfällig für Schäden - etwa bei scharfen Gegenständen in der Umgebung. Zudem könne der Robote kaum Lasten tragen, so die Wissenschaftler. Andere Materialien und Strukturen könnten da aber Abhilfe schaffen.