Biegsame Roboter

Lesedauer 2 Minuten

Haben Sie beim Begriff Roboter schwerfällige, mechanische Wesen vor Augen?  Wie etwa Industrieroboter, die Autos zusammenschweißen? Dieses Bild werden wir wohl bald um das von Maschinen ergänzen, die eher organisch wirken, sich elegant bewegen und wie Pflanzen wachsen können.

Vorbild Natur

Weiche, softe und autonome Helfer in allen Lebensbereichen – das ist das Ziel zahlreicher Entwickler überall auf der Welt. Und in einer italienisch-deutschen Forschungsgemeinschaft arbeitet man sogar an Robotern, die von alleine wachsen. Die „weiche Robotik“ ahmt Bewegungsabläufe aus der belebten Natur nach. Es gibt Prototypen, die vollständig aus nachgiebigen Materialien hergestellt werden. Sie ähneln Würmern, Kraken oder anderen wirbellosen Lebewesen.

Mini und biologisch abbaubar

Andere Entwicklungszweige beschäftigen sich mit Roboterbestandteilen, mit denen Objekte sanft gegriffen oder anderweitig bearbeitet werden. Und wer weiß, vielleicht wird es irgendwann einmal Roboter geben, die sich selbst reparieren, recyceln oder sich biologisch abbauen lassen. Oder die mikroskopisch klein sind und als Mini-Chirurgen durch unseren Körper rasen.

Der Oktopus diente als Vorbild für die Entwicklung eines flexiblen Roboterarms. Ein Einsatzgebiet könnte die robotergestützte Chirurgie sein.

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Meister der Sensorik: Pflanzenwurzeln!

Doch nicht nur krabbelnde und kriechende Tiere sind Vorbilder. Eine der führenden Expertinnen auf diesem Gebiet – Dr. Barbara Mazzolai – startete unlängst eine Forschungskooperation mit den Materialforschern des Helmholtz-Zentrums Geesthacht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nehmen sich Pflanzen zum Vorbild – vor allem deren Wurzeln.

Die sind nämlich wahre Meister im Aufspüren – zum Beispiel von Wasser. Und sie durchdringen selbst die unwegsamste Umgebung. Mazzolai hat in ihrem Zentrum für Mikrorobotik in Genua schon einen Prototyp mit künstlichen Wurzeln stehen, die sich mithilfe von Mini-3D-Druckern an der Spitze selbstwachsend in den Boden graben. 

TedTalk von Giada Gerboni aus dem Sommer 2018, in der sie das Potenzial der weichen Robotik beleuchtet. Gerboni hat sich auf die Entwicklung von chirurgischer Robotik spezialisiert.

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Teamwork zählt bei der Entwicklung

Während Robotik bisher eine Domäne von Ingenieuren und Softwareentwicklern war, erfordert weiche Robotik eine breite interdisziplinäre Zusammenarbeit. Da tun sich Materialforschende mit Ergonomie- und Biomechanik-Profis zusammen mit dem Know-how aus Antriebs- und Softwareentwicklung. Ziel sind nicht nur weiche, flexible Strukturen, sondern auch autonome Bewegung und eine intelligente Selbststeuerung.

Haut für Roboter

Am Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, entwickelte man dafür beispielsweise eine Art Haut für Roboter. Sie ist mit dehnbaren Sensoren ausgestattet, die von einem Deep-Learning-Modell mit Daten gefüttert werden. So optimieren die Roboter ihre Bewegungsabläufe nach und nach selbst.

Das Ziel sind Maschinen, die sich geschickt und flexibel durch unbekanntes Terrain bewegen und unwegsame Gebiete erkunden. Dort könnten sie mit ihren Sensoren etwa Gift- und Schadstoffen aufspüren oder sie könnten in Katastrophengebieten, etwa bei Erdbeben oder Überschwemmungen, nach Überlebenden suchen.

(Text: Andrea Brücken)

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