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Forscher der Universität von Tokio 3D-drucken humanoide Roboter

Forscher der Universität von Tokio entwickelten kürzlich mit dem Einsatz von 3D-Drucktechnologien zwei humanoide Roboter mit den Namen “Kenshiro” und “Kengoro”. Diese können menschliche Aktivitäten wie Sit-Ups, Liegestütze und sogar Dehnübungen sehr realistisch nachahmen und ausführen.

Seit Beginn der Entwicklung der humanoiden Bots im Jahre 2011 erreichte das Forscherteam, geleitet von Yuki Asano, vor allem in den letzten Jahren unglaubliche Fortschritte. Die neueste Version dieser menschenähnlichen Roboter “Kengoro” ist seinem Vorgänger “Kenshiro” vor allem bei der Nachahmung von Bewegungen weit voraus. Diese werden vom “Kengoro” überaus realistisch sowie genau nachgeahmt.

Die lebensechten Handlungen sind nicht auf technische Prinzipien zurückzuführen, eher werden diese einer komplexen Struktur sowie einem elektronischen System verdankt, welches auf Bewegungen des menschlichen Skeletts und muskulären Systemen basiert. Nach Aussage der Forscher, wurden Technologien wie 3D-Druck verwendet, um den menschlichen Bewegungsapparat in eine Reihe von Aluminium-, Stahl- und Kunststoffmaterialien anzupassen.

Durch die Ausstattung mit einem Gelenkrücken sind die humanoiden Bots auch in der Lage ihren Rücken zu krümmen. Weiters wurden ein Brustkorb, nachgebildete Sehnen und Gelenke sowie ein sensorisches Nervensystem, welches die Balance des Roboters überwacht und aufrechterhält, integriert. Überdies verfügen “Kenshiro” und “Kengoro” über ein gehirnähnliches Verarbeitungsmodul, mit welchem sich die Roboter ohne direkte Anweisungen bewegen und handeln können.

Der sich seit 2015 in Entwicklung befindende Roboter “Kengoro” wurde weiters mit der Fähigkeit zu schwitzen ausgestattet. Dies funktioniert durch den Einsatz von Wasser, welches durch poröses 3D-gedrucktes Metall freigesetzt wird und soll so die Motoren kühlen.

“Ein schwammartiges Metallmaterial, das mit einem 3D-Drucker erstellt wurde, wird in Teilen der Skelettstruktur verwendet. Wir haben ein Kühlsystem entwickelt, das Wasser durch das Material sickern lässt und verdampft,” erklärt Forschungsleiterin Yuki Asano.

Der Kengoro, welcher eine Größe von 167 cm sowie ein Gewicht von 56,6 Kilogramm aufweist, ist nun in der Lage, sein eigenes Systembei Übungen wie beispielsweise Sit-Ups zu kühlen. Durch den Einsatz dieses Schweiß-inspirierten Kühlsystems soll der Roboter vor einer Überhitzung bewahrt werden.

Weiters bestehen die “Muskeln” der 3D-gedruckten Roboter aus einer Kombination von Elektromotoren, Sensoren und Drähten. Diese Komponenten in Verbindung mit rudimentären Systemen wie Kugel- und Gelenkverbindern konnten die Forscher die Humanoiden sogar mit Gelenkhänden und flexiblen Füßen ausstatten.

Entwickelt wurden diese humanoiden Roboter für diverse Zwecke. Beispielsweise können diese eingesetzt werden, um das Verhalten sowie die Bewegungen des menschlichen Körpers beim Sport besser verstehen zu können, was wiederum die Schaffung fortgeschrittener künstlicher Gliedmaßen ermöglichen würde. Ein weiterer Anwendungsbereich für diese Robotertechnologie ist der Einsatz als fortgeschrittene Crashtest-Dummies.

“Seit mindestens zwei Jahrtausenden bemühen sich die Menschen, die Systeme und Mechanismen des menschlichen Körpers zu verstehen. Eine Einschränkung herkömmlicher Humanoide besteht jedoch darin, dass sie auf der Grundlage der Theorien des konventionellen Ingenieurwesens, der Mechanik, der Elektronik und der Informatik entworfen wurden,” kommentiert Yuki Asano und fügt hinzu: “Im Gegensatz dazu ist es unsere Absicht, ein Humanoid zu entwerfen, das auf menschlichen Systemen basiert, einschließlich der Muskel-Skelett-Struktur, des sensorischen Nervensystems und der Methoden der Informationsverarbeitung im Gehirn. Unser Forschungsteam hat erfolgreich Roboter für den Bewegungsapparat entwickelt. Sie ahmen die menschliche muskuloskeletale Struktur nach, unterstützen den flexiblen Körper und die Verhaltensweisen von Menschen und unterstützen die Muskelbetäubung des Menschen mit Sehnenantrieben.”

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