8.08.2014 10:41
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Forschung
Selbstfaltender Roboter lernt krabbeln
Erst ein Scharnier, dann das nächste - bis in wenigen Minuten ein kompletter Roboter steht. US-Forscher haben einen Roboter konstruiert, der sich selbst entfaltet und dann eigenständig davonläuft. Doch er ist weit mehr als ein lustiges Spielzeug: Origami-Roboter könnten Leben retten helfen.

Das Team um Rob Wood von der Harvard-Universität in Cambridge (US-Staat Massachusetts) präsentiert seine Entwicklung im Fachblatt «Science». Der neue Roboter ist demnach der erste, der sich selbst aufbauen und dann ohne menschliche Hilfe eine Handlung ausführen kann.

Die Technik eröffne Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen, betonen die Forscher. «Stellen Sie sich einen Stapel Roboter-Satelliten vor, die zusammengepresst in den Weltraum geschickt werden und sich dort selbst aufbauen», erläuterte Hauptautor Sam Felton in einer Mitteilung der Harvard-Universität.

Rettungsroboter nach Erdbeben

Denkbar sind auch Rettungsroboter, die nach Erdbeben im flachen Zustand in Hohlräume geschickt werden, wo sie sich entfalten und nach Verschütteten suchen. Ebenso könnte die Technik dazu dienen, selbst aufbauende Möbel zu konstruieren oder selbst entfaltende Schutzräume für Katastrophengebiete. Insbesondere bietet die Methode eine günstige und schnelle Alternative zu herkömmlichen Konstruktionsverfahren.

Der neuartige Roboter besteht aus Papier und dem Kunststoff Polystyrol, aus dem etwa auch CD-Hüllen gemacht werden. Im Zentrum trägt er einen elektronischen Schaltkreis, der als Hirn des Roboters dient. Spezielle Scharniere verformen sich bei Hitze in zuvor programmierten Winkeln.

Für den eigenen Aufbau erhitzt der Roboter die Scharniere in einer bestimmten Reihenfolge auf rund 100 Grad Celsius. Dadurch faltet er sich nach und nach aus einem flachen Bogen in die eigentliche Form.

Inspiration von Origami

Nach etwa vier Minuten ist das Polystyrol wieder abgekühlt und hart. Der Roboter kriecht dann mit Hilfe zweier Motoren davon. Er erreicht dabei eine Geschwindigkeit von 5,4 Zentimetern pro Sekunde und kann sich selbstständig umdrehen. Der gesamte Prozess benötigt nicht mehr elektrische Energie als in einer herkömmlichen AA-Batterie (Mignon-Zelle) enthalten ist. «Hier haben wir ein komplettes elektromechanisches System entworfen, das in eine flache Platte eingebettet wurde», betont Felton. Für die Konstruktion liessen sich die Forscher von der japanischen Papier-Falttechnik Origami inspirieren.

Eine 3D-Designsoftware namens «Origamizer» generierte die passenden Falten im Plastik, entlang derer es sich schliesslich in die Roboterform faltete. «Wir haben festgestellt, dass wir so eine grosse Vielfalt von Strukturen und Maschinen kreieren können», berichtete Felton. Forscher arbeiten seit längerem an sich selbst aufbauenden Robotern. Dies ist «Science» zufolge die erste Maschine, die sich selbst aufbauen und anschliessend ohne menschliche Hilfe eine Funktion ausführen kann.

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