3D-gedruckter Soft-Roboter kann sich in unwegsamen Gelände fortbewegen

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Forscher an der University of California San Diego (UCSD) haben einen Soft-Roboter entwickelt, der sich auf rauen Oberflächen wie Sand und Kies fortbewegen kann. Der vierbeinige Roboter wurde mit Hilfe von 3D-Drucktechnologie hergestellt und ist auch imstande über Hindernisse zu klettern. 

Der von Professor Michael Tolley und seinem Team entwickelte Roboter könnte für die Erfassung von Sensordaten in gefährlicher Umgebung oder bei Such- und Rettungsaktionen eingesetzt werden. Erzielt werden konnte der Erfolg durch die Kombination fester und weicher Materialien beim 3D-Druck der Komponenten. Dadurch war es für die Wissenschaftler möglich komplexere Formen für die Beine des Roboters zu designen.

Tolley meint, dass das Zusammenspiel von weichen und festen Materialien eine neue Generation von schnellen und agilen Robotern schaffen wird, die sich besser anpassen und sicherer im Umgang mit Menschen arbeiten können. Die Idee zur Kombination der Materialien stammt wie so oft aus der Natur. Mit der 3D-Drucktechnologie lässt sich diese Komplexität jetzt jedoch auf die Robotik umsetzen. Zudem sei die Technologie im Vergleich zu traditionellen Methoden zur Herstellung von Robotern viel schneller und günstiger, fügt Tolley hinzu.

Bislang waren Soft-Roboter nur dazu in der Lage sich kriechend voran zu bewegen, ohne dabei ihre Füße zu heben. Das Forscherteam testete den von ihnen entwickelten Roboter auf größeren Steinen, Sand und Oberflächen mit Steigung. Der Roboter konnte dabei zwischen gehen und kriechen wechseln.

Die Beine bestehen aus drei parallel verbundenen und versiegelten Kammern die aufblasbar sind. Sie wurden aus einem gummiähnlichen Material am 3D-Drucker hergestellt. Diese Kammern sind innen hohl und verfügen über einen äußeren Schutzbalg. Wenn jetzt beispielsweise eine der Kammern mit Luft gefüllt ist jedoch die anderen beiden nicht, biegen sich die Beine. Der Gang des Roboters hängt also von dem Timing, dem Druck und der Reihenfolge, in der die Kolben aufgepumpt werden, ab. Das tatsächliche Gehverhalten liegt außerdem eng mit den ausgearbeiteten Vorhersage-Modellen der Forscher zusammen. So können Techniker zukünftiger bessere Entscheidungen im Designprozess treffen.

Der derzeitige Prototyp ist an eine Open Source Plattform und eine Luftpumpe angeschlossen. Im Moment versucht man diese beiden Komponenten zu verkleinern, damit sich der Roboter unabhängig fortbewegen kann. Laut Trolley besteht die Herausforderung darin, das richtige Design für die Platine und die passenden Bauteile wie Batterien zu finden.