Flexibler Roboter wächst wie eine Pflanze

15.11.2019Redakteur: Katharina Juschkat

Forscher des MIT haben einen Roboter entwickelt, dessen Design vom Pflanzenwachstum inspiriert wurde. Der bewegliche Roboter soll sich so durch enge Räume winden können.

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Ähnlich wie eine Pflanze „wächst“ auch der neue Roboter, den Forscher des MIT entwickelt haben.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

In den heutigen Fabriken und Lagern ist es nicht ungewöhnlich, dass Roboter herumflitzen und Gegenstände oder Werkzeuge von einer Station zur anderen transportieren. In den meisten Fällen navigieren Roboter relativ problemlos durch weite Hallen. Aber sie haben es viel schwerer, sich durch enge Räume zu winden, um etwa nach einem Produkt auf der Rückseite eines überfüllten Regals zu greifen oder sich um die Motorteile eines Autos zu winden, um einen Ölbehälter abzuschrauben.

Roboter wächst und faltet sich wieder zusammen

Jetzt haben Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen Roboter entwickelt, der ähnlich wie eine Pflanze wachsen, aber sich auch wieder zusammenfalten kann. Der Roboter verfügt über einen kettenartigen Arm, der flexibel genug ist, um sich in jeder erforderlichen Konfiguration zu drehen, aber dennoch steif genug bleibt, um schwere Lasten zu tragen oder Drehmoment anzuwenden, um Teile in engen Räumen zu montieren. Wenn die Aufgabe abgeschlossen ist, kann der Roboter den Arm wieder einfahren.

Das Design des Arms ist inspiriert von der Art und Weise, wie Pflanzen wachsen. Dieses beinhaltet den ununterbrochenen Transport von Nährstoffen bis in die Spitze, um dort Biomasse zu bilden. Auch der Roboter besteht aus einem „Wachstumspunkt“ oder Getriebe, das eine lose Kette von ineinandergreifenden Blöcken in den Kasten zieht. Zahnräder im Kasten verriegeln dann die Ketteneinheiten miteinander und führen die Kette Stück für Stück als starren Arm heraus.

Roboter könnte Öl wechseln

An dem wachsenden Roboter können Greifer, Kameras und andere Sensoren montiert werden. Er könnte sich beispielsweise durch das Antriebssystem eines Flugzeugs schlängeln und eine locker sitzende Schraube festziehen. Er könnte auch aus einem Regal Waren entnehmen, die nicht direkt zu packen sind, weil andere davor stehen.

„Stellen Sie sich vor, Sie wechseln das Öl in Ihrem Auto“, sagt Harry Asada, Professor für Maschinenbau am MIT. „Nachdem Sie das Motordach geöffnet haben, müssen Sie flexibel genug sein, um scharfe Kurven nach links und rechts zu machen, um zum Ölfilter zu gelangen, und dann müssen Sie stark genug sein, um die Ölfilterkappe zu drehen, um sie zu entfernen.“ Genau solche Arbeiten soll auch der neue Roboter erfüllen können.

Kettenglieder sind einzeln angetrieben

Der mal wachsende, mal schrumpfende Roboter hat Gliedmaßen, die einer Fahrradkette ähneln. Die einzelnen Kettenglieder rollen sich mal zusammen, sodass der Roboter ganz klein ist, mal recken sie sich, bis er seine maximale Größe erreicht hat. Möglich sind auch sämtliche Zwischenstufen. Außerdem kann er sich auch horizontal bewegen, sich also flexibel an seine jeweilige Aufgabe anpassen.

Der wachsende Roboter besteht aus einzelnen Kettengliedern, die blockieren, wenn sie die richtige Stellung erreicht haben.
(Bild: MIT)

Die US-Forscher haben das kontinuierliche Pflanzenwachstum, welches Vorbild war, durch ein diskontinuierliches ersetzt. Jedes Kettenglied hat einen Antrieb, der es ruckweise bewegt. Ist die gewünschte Stellung erreicht, werden sie blockiert, sodass sie erstarren.

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