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Bionik: Die Sprinter unter den Softrobotern

Geparden sind beeindruckende Sprinter. Inspiriert von der Biomechanik der Raubkatzen, haben Forscher nun besonders schnelle Softroboter entwickelt.
Geparden sind die schnellsten Landtiere.Laden...

Das schnellste Landtier der Erde war bereits Vorbild für den schnellsten Laufroboter. Nun hat die Biomechanik der Geparden ein Forscherteam auch zum schnellsten Softroboter inspiriert. Die Prototypen sind zwar klein, können sich aber auf festen Oberflächen und im Wasser nachweislich flotter bewegen als alle anderen Softroboter vorher, wie die Wissenschaftler im Magazin »Science Advances« berichten.

Herkömmliche Roboter sind zumeist ziemlich steif – immerhin bestehen sie aus Metall, Kabeln und ähnlichen, eher schwer biegsamen Materialien. Softroboter hingegen sind aus nachgiebigen Stoffen gemacht. Silikon zum Beispiel. Außerdem lassen sich Forscher für sie besonders stark von der Natur inspirieren.

Die wesentliche Neuerung des nun vorgestellten Modells: eine federgetriebene, »bistabile« Wirbelsäule, ein biegsames Rückgrat also, abgeschaut von Geparden. Das bedeutet, »dass der Roboter zwei stabile Zustände hat«, sagt Jie Yin von der North Carolina State University und Autor der Studie in einer Pressemitteilung. »Wir können schnell zwischen diesen stabilen Zuständen wechseln, indem wir Luft in Kanäle pumpen, die den weichen Silikonroboter auskleiden.«

© Jie Yin, NC State University
Rennende Roboter

Das Umschalten zwischen den beiden Zuständen setze eine beträchtliche Menge an Energie frei, erklärt er weiter, so dass der Roboter schnell Kraft auf den Boden ausüben kann. Weil er nicht dauerhaft Bodenkontakt hält, kann das Gerät über die Oberfläche flitzen. Wie ein Gepard – wenn auch deutlich weniger anmutig. Im Stillstand erinnert der Silikonroboter ein bisschen an einen Radiergummi auf Füßen.

Die außergewöhnliche Fortbewegung macht das Gerät außergewöhnlich schnell. Die bisher schnellsten Softroboter konnten sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 0,8 Körperlängen pro Sekunde auf ebenen, festen Oberflächen bewegen. Die Erfindung von Yin und seinem Team bringt es auf bis zu 2,7 Körperlängen pro Sekunde – mehr als dreimal so viel. Sie haben diesen Typ LEAP-Roboter genannt, »Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance«.

Wie die Forscher berichten, sollen die Softsprinter sogar steile Steigungen hinaufkraxeln können. Für Softroboter, die weniger Kraft auf den Boden ausüben, sei das eine Herausforderung oder gar unmöglich. Allerdings räumt das Team ein: Das, was sie nun vorgestellt haben, ist ein Proof-of-Concept. Mehr Leistung und eine noch höhere Geschwindigkeit sind das Ziel. Erst recht, wenn die Roboter wie angedacht in unbestimmter Zukunft bei Rettungseinsätzen oder in der industriellen Herstellung helfen.

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