Roboter waren bislang vor allem durch ihre Kanten und harten Materialien gekennzeichnet. Doch jetzt haben US-Forscher einen neuartigen, vollständig elastischen Kraken-Roboter entwickelt. Der Octobot besteht ausschließlich aus weichen Materialien und kann sich dadurch sehr flexibel und fließend bewegen. Diese Art von Robotern eröffnet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen. So könnten sie beispielsweise in der Medizin zur sanften Erforschung des menschlichen Körpers zum Einsatz kommen oder ebenfalls als autonome Unterwasserroboter zum Einsatz kommen. Das Forscherteam erhofft sich durch diese bahnbrechende Entwicklung weitere Fortschritte in der Roboter-Technologie und ein besseres Verständnis, ebenso wie weiche Materialien in der Robotik eingesetzt werden können.
Das Octobot genannte Gerät benötigt keine Batterie allerdings bezieht seine Energie aus einem Treibstoff. Entwickelt hat den Roboter ein Team um Jennifer Lewis von der Harvard University in Cambridge.
Weiche Bauteile
Eine neue Klasse weicher, autonomer Roboter zu schaffen, sei eine große Herausforderung, weil dieser weiche Bauteile anstelle der sonst üblichen Steuerungs- & Energietechnik benötige, schreiben Lewis und Kollegen. Solche Roboter könnten Begegnungen mit Menschen sicherer machen und sich in natürlichen Umgebungen besser anpassen. Deshalb arbeiten Wissenschaftler schon länger an elastischen Robotern allerdings bisher benötigten sie stets Drähte Batterien und andere harte Bestandteile um das Gerät zu bewegen.
Quelle: Harvard University
Das Team um Lewis wählte einen anderen Ansatz. Zum einen setzten sie teilweise einen 3D-Drucker für den Bau des Körpers ein, zum anderen besteht der Treibstoff aus Wasserstoffperoxid (H2O2), das in Wasser gelöst ist. In einer kleinen Reaktionskammer sorgen Platinpartikel als Katalysatoren dafür. Dass Wasserstoffperoxid in Wasser & Sauerstoffgas zerlegt wird. Das Gas hat ein viel größeres Volumen als die Flüssigkeit, in die es vorher eingebunden war. Deshalb strömt der Sauerstoff durch kleine Kanäle in die Arme des synthetischen Kraken wo er kleine Kammern aufbläst und dadurch die Arme bewegt. Anschließend gelangt das Gas durch kleine Schlitze ins Freie.
Mehr Bewegungsreichweite
Der Steuerungsmechanismus besteht aus Röhren und Quetschventilen die wie Bestandteile eines Schaltkreises funktionieren. Zwei Einheiten bewegen jeweils vier Arme die im Wechsel angeordnet sind (zwei auf jeder Seite). Die Bewegung der Arme lässt den Roboter ein wenig hin- und herwackeln und dies bisher auch nur maximal acht Minuten lang. Doch die Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass im Octobot ein großes Entwicklungspotenzial steckt.
Für etwa acht Minuten hat der künstliche Krake bisher Energie
Bild: Harvard University
Davon geht auch Barbara Mazzolai vom Istituto Italiano di Tecnologia in Pisa (Italien) in ihrem "Nature"-Kommentar aus. Als nächsten Forschungsschritt nennt sie ausgeklügeltere Steuerungseinheiten, die
eine größere Bewegungsreichweite erlauben würden. Auch sollten Gestaltungsregeln für weiche Roboter entwickelt und die Herstellungstechnologien verbessert werden. Mögliche Anwendungsgebiete für weiche Roboter sind für sie die Wartung & Inspektion von Maschinen, Such- und Rettungsaktionen und auch die Erkundung unbekannter Gebiete.
Der Octobot während seiner Herstellung mit der Hohlnadel
Bild: Harvard University
Eigener Herstellungsprozess
Die US-Forscher entwickelten auch den Herstellungsprozess für den Octobot. Dabei geben sie Kunststoff in eine krakenartige Form. Noch vor dem Aushärten wird mit einer feinen · computergesteuerten Hohlnadel eine spezielle Tinte eingespritzt · die sich später von selbst verflüchtigt und dabei kleine Röhren hinterlässt. Durch diese Röhren strömen die Flüssigkeiten und das Sauerstoffgas. Damit die Hohlnadel selbst keine bleibenden Spuren im Körper hinterlässt, geben die Forscher Siliziumdioxid-Nanopartikel in den Kunststoff die zur Verwendung eine Art Selbstheilung sorgen.
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