Stanford-Forscher zeigen superstarke Miniroboter

 

30.04.2015 – Sascha Mattke Ameise gegen Roboter. (Stanford University) Mehrere Gruppen arbeiten seit langem an biologisch inspirierten Maschinen, die so gut klettern können wie ein Gecko. Die Stanford University hat jetzt einige besonders starke Beispiele für dieses Konzept entwickelt. Gemeinhin gelten Ameisen, gemessen an ihrem Körpergewicht, als außerordentlich stark: Manche Arten können das 60-Fache ihres eigenen Gewichts durch die Gegend tragen. Eine Gruppe von Forschern an der Stanford University stellt diese Leistung mit Minirobotern jetzt jedoch weit in den Schatten. Eine ihrer Maschinen kann das Zweitausendfache ihres eigenen Gewichts (das nur 12 Gramm beträgt) bewegen. Ein weiterer Roboter schafft bei einem Eigengewicht von 9 Gramm mehr als 1 Kilogramm Last – und zwar senkrecht eine Wand hoch. Details über die starken Miniroboter sollen Ende Mai auf der International Conference on Robotics and Automation vorgestellt werden. Die Stanford-Gruppe machte bereits Ende 2014 auf sich aufmerksam, als eines ihrer Mitglieder mit speziellen Haftplatten an Händen und Füßen eine Fassade hochstieg. Entscheidend für derartige Kunststücke ist eine sichere Haftung auf der Oberfläche. Die Inspiration dafür beziehen die Stanford-Forscher aus der Natur, nämlich von den Füßen von Geckos. Die Echsen, die auch kopfüber an Decken entlang laufen können, faszinieren Wissenschaftler seit langem mit ihrem enormen Klettergeschick. Die Grundlage dafür sind Millionen von extrem dünnen, als Setae bezeichneten Haaren an den Geckofüßen, die sich am Ende noch weiter verzweigen. Insgesamt entsteht so eine große Oberfläche, die dank elektrischer Anziehung ausreichend Haftung gewährleistet. Wenn ein Gecko sein Gewicht verlagert, haben die Setae weniger Kontaktfläche, so dass der Fuß problemlos angehoben werden kann. Schon 2006 stellten die Stanford-Forscher ihren „Stickybot“ vor, dessen Füße ähnlich funktionieren wie die von Geckos. Der große Vorteil einer solchen rein physikalischen Haftung: Anders als eine chemische lässt sie sich leicht wieder aufheben, was schnelle Bewegungen ermöglicht. Mehrere Gruppen versuchen seit dieser Zeit, kommerzielle Anwendungen für die Technologie zu entwickeln. Gecko Biomedical zum Beispiel arbeitet an einem Klebsystem für Operationen. Die jetzt vorgestellten Stanford-Roboter treiben das Konzept auf die Spitze. Der stärkere der beiden kann bei 12 Gramm Eigengewicht mehr als 20 Kilogramm über eine waagerechte Fläche ziehen; nach Angaben der Gruppe ist das vergleichbar mit einem Menschen, der einen Blauwal bewegt. Die Variante für senkrechte Bewegungen wiegt 9 Gramm und kann mehr als das Hundertfache davon mit sich tragen. Ein Video zeigt, wie dieser Roboter seinen Vorgänger Stickybot eine Wand hochzieht. Ein weiterer Miniroboter, gebaut mit Pinzetten unter eine Lupe, wiegt nur 20 Milligramm, kann aber bis 500 Milligramm befördern. In ausgereifter Form könnte es für solche superstarken Miniroboter eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten geben. Nach Angaben der Forschergruppe würden sie sich zum Beispiel dafür eignen, schwere Objekte in Fabriken oder auf Baustellen zu transportieren. Ebenfalls denkbar wäre, die kleinen Roboter bei Katastrophen mit Hilfsgütern loszuschicken, beispielsweise um eine Leiter zum Dach eines hohen Hauses zu bringen. Im größeren Maßstab werden sich die extremen Verhältnisse von Eigengewicht zu Tragfähigkeit wie bei den Mini-Modellen nicht halten lassen, weil die Gecko-Haftung bei winzigen Strukturen am besten funktioniert. Doch wie der menschliche Fassaden-Kletterer Ende 2014 zeigte, ist das Konzept durchaus skalierbar. Genau das haben die Stanford-Forscher auch vor: „Wenn man etwas mehr Platz zur Verfügung hat, kann man wirklich beeindruckende Dinge machen“, sagt David Christensen, einer der Beteiligten. (Sascha Mattke) Permalink: http://heise.de/-2626452 Version zum Drucken