Soft-Roboter wird mit Druckluft gesteuert

Elektronik wird laut Wissenschaftlern der University of California weitgehend überflüssig

So sieht der neue pneumatische Arbeitsspeicher aus (Foto: William Grover)

Riverside (pte004/20.07.2021/06:15) - Soft-Roboter der Zukunft werden nicht mehr von elektronischen Schaltkreisen gesteuert, sondern von pneumatischen, also einem Röhren- und Kammernsystem, in dem Druckluft fließt, sagen Forscher der University of California http://ucr.edu . Das reduziere den Energieverbrauch und den Platzbedarf für die Steuerungselemente.

Mikrofluidik stand Pate

In einem pneumatischen Chip entspricht die digitale "Eins" einer Kammer, in der ein Vakuum herrscht, die digitale "Null" einem luftgefüllten Raum. Pneumatische Ventile gewähren Zugang zu den Kammern oder schotten sie ab, so die Forscher. Die Bauteile stammen aus der Mikrofluidik. Darunter versteht man den Transport von winzigen Flüssigkeits- oder Gasmengen durch feinste Röhrchen, um beispielsweise gezielte chemische Reaktionen auszulösen.

In weichen Robotern wird Druckluft verwendet, um weiche, gummiartige Gliedmaßen und Greifer zu bewegen. Die Luft wird von elektronischen Ventilen und herkömmlichen Computern gesteuert. Diese elektronischen Teile erhöhen Kosten und Größe von weichen Robotern und schränken ihre Machbarkeit ein, schildern die Wissenschaftler die Ausgangslage.

Roboter spielt Musik

Um das zu ändern, haben sich Bioengineering-Professor William Grover, Informatikprofessor Philip Brisk und Maschinenbauprofessor Konstantinos Karydis an frühere Versuche erinnert, Logik-Bauteile mithilfe der Pneumatik zu entwickeln. Sie beschlossen, einen pneumatischen Arbeitsspeicher zu entwickeln, mit dessen Hilfe der Roboter erkennt, welche Position seine beweglichen Teile haben. Heraus kam ein 8-Bit-RAM-Chip, der größere und sich schneller bewegende, weiche Roboter steuern kann.

Durch die Variation von atmosphärischem Druck und Vakuum innerhalb der Kanäle auf dem RAM-Chip konnte der Roboter Noten, Akkorde und sogar das Lied "Mary Had a Little Lamb" auf einer elektronischen Orgel spielen. Zu erkennen ist es jedoch kaum. Roboter, die diese Technologie verwenden, sind besonders gut geeignet für den Einsatz an Menschen, weil aufgrund der Weichheit Verletzungen unwahrscheinlich sind, heißt es abschließend.