Kleiner Hightech-Roboter macht große Sprünge

US-Wissenschaftler arbeiten an plötzlicher Freisetzung gespeicherter mechanischer Energie

Roboterkäfer mit vorgespanntem mechanischem Muskel (Foto: Yuzhe Wang)

Urbana-Champaign/Princeton (pte014/24.01.2023/11:35) - Auf Knopfdruck schießt ein insektengroßer Roboter weit höher in die Luft, als er selbst misst, und fällt wieder zu Boden. Letzteres muss er wohl noch üben, um nützliche Arbeit leisten zu können. Doch Sameh Tawfick von der University of Illinois ( https://illinois.edu ), der den Winzling mit seinem Team und Kollegen der Princeton University ( https://www.princeton.edu ) entwickelt hat, ist vorerst zufrieden. Denn der Roboter habe gezeigt, dass er selbst große Hindernisse überwinden kann. Er muss es nur noch zielgerichteter tun.

Umgehen und schnell fliehen

"Eine der großen Herausforderungen der kleinen Robotik besteht darin, ein Design zu finden, das klein und dennoch leistungsstark genug ist, um Hindernisse zu umgehen oder gefährlichen Umgebungen schnell zu entkommen", sagt Tawfick. Der kleine Roboter sei nach dem Vorbild des Schnellkäfers konstruiert. Der heißt nicht so, weil er sich besonders flott vorwärtsbewegt, sondern in der Lage ist, in einem Muskel mechanische Energie zu speichern, die auf einen Schlag freigesetzt wird, sodass er einen gewaltigen Satz macht.

Die Forscher setzen Aktuatoren ein, die tierischen Muskeln nachempfunden sind, und wickeln sie gegen einen Widerstand auf. Um zu springen, wird die mechanische Konstruktion freigelassen, sodass sich die Energie in Form eines Sprungs entladen kann. Das Team glaubt, dass diese Roboter einmal auf engstem Raum agieren können, um Wartungsarbeiten an großen Maschinen wie Turbinen und Flugzeugturbinen vorzubereiten, indem sie Fotos von den Problemstellen machen.

Nützlich für die Landwirtschaft

"Wir stellen uns auch vor, dass Roboter im Insektenmaßstab in der modernen Landwirtschaft nützlich sind. Wissenschaftler und Landwirte verwenden derzeit Drohnen und Rover, um Pflanzen zu überwachen, aber manchmal benötigen Forscher einen Sensor, um eine Pflanze zu berühren oder ein Foto eines sehr kleinen Merkmals aufzunehmen. Roboter im Insektenmaßstab können das", unterstreicht Tawfick.