Weiche Maschine: Wabbel-Roboter macht die Welle

Muss ein Roboter aus festem Material bestehen? Eine neue Maschine zeigt, dass es auch ohne starre Gliedmaßen oder Räder geht: Sie ist aus butterweichem Gummi, bewegt sich mit Luftdruck und überwindet selbst schwierige Hindernisse.

DPA/ Havard University/ Robert Sheperd

Hamburg - Er erinnert ein wenig an ein liegendes Gummimännchen ohne Kopf. Aber der Roboter, den US-Forscher jetzt präsentiert haben, hat erstaunliche Fähigkeiten: Er kann kriechen, sich in Wellenform über den Boden bewegen und sich unter Hindernissen durchquetschen - und hat dadurch manchen Vorteil gegenüber seinen starren, metallenen Verwandten.

Die Forscher um Robert Sheperd von der Harvard University in Cambridge (US-Staat Massachusetts) haben den Roboter mit Hilfe der sogenannten Soft-Litografie aus weichen, dehnbaren Kunststoffpolymeren hergestellt. Arme und Beine des Roboters sind einzeln steuerbar, ebenso der dazwischenliegende Bauch.

Vorbild seien skelettlose Meerestiere wie Seesterne und Tintenfische, schreiben die Entwickler im Fachblatt "Proceedings of the National Academy of Sciences". Die Kombination von einfachem Design, komplexen Bewegungen und Widerstandsfähigkeit gegen zumindest einige mechanische Schäden biete zahlreiche Einsatzmöglichkeiten.

Angetrieben wird der Roboter pneumatisch über Luftdruckänderungen. 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 Gliedmaße stellt sich auf. Steuert man nun nacheinander einzelne Abschnitte mit unterschiedlich starkem Luftdruck an, bewegt sich der Roboter über den Boden.

Nicht schnell, aber beweglich

Im Kriechgang erreicht er eine Spitzengeschwindigkeit von 92 Metern pro Stunde, bei einer wellenförmigen Fortbewegung über den Boden 13 Meter pro Stunde. Andere Roboter, etwa solche mit Rädern, kommen zwar deutlich schneller voran - dafür aber dürften sie Probleme damit haben, beispielsweise unter einer Glasplatte hindurchzukriechen, die zwei Zentimeter über dem Boden angebracht war. Der Wabbel-Roboter meisterte das im Experiment spielend.

Roboter aus festen Materialien seien nicht nur schwer und teuer, 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.

Allerdings räumen Sheperd und seine Kollegen ein, dass die weichen Materialien auch Nachteile haben. Sie seien etwa recht anfällig für Schäden - zum Beispiel bei scharfen Gegenständen in der Umgebung. Außerdem könnte der Roboter kaum Lasten tragen. Abhilfe könnten allerdings andere Materialien und Strukturen schaffen.

mbe/dpa

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