Softroboter-Ingenieure ahmen Urtiere nach

Forscher mit Softboter nach dem versteinerten Vorbild (Foto: cmu.edu)

Pittsburgh (pte018/08.11.2023/11:30) - Mit dem neuen Fachgebiet Paläobiologie, eingeführt von Ingenieuren der Carnegie Mellon University ( https://www.cmu.edu ) und Paläontologen aus Spanien und Polen, sollen weiche Roboter, die der Natur nachempfunden sind, noch raffinierter werden. Dazu betrachten die Forscher längst ausgestorbene Tiere und bauen sie nach. In diesem Fall waren es Pleurocystitiden, primitive Lebewesen, die vor 450 Mio. Jahren lebten und nur durch Versteinerungen überliefert sind. Vor allem die Art der Fortbewegung ist interessant.

Technik der Natur nutzen

"Unser Ziel ist es, mithilfe von Softbotics biologische Systeme wieder zum Leben zu erwecken, um zu verstehen, wie sie funktionieren", sagt Forscher Phil LeDuc. Pleurocystitiden, Mitglieder der Klasse der Stachelhäuter, die zu den heute noch lebenden Seesterne und Seeigel gehören, konnten sich mithilfe armähnlicher Ausläufer und Muskeln fortbewegen. Sie sind aufgrund ihrer zentralen Rolle in der Evolution der Stachelhäuter für Paläontologen von Interesse - und jetzt auch für Ingenieure.

"Softbotics ist ein weiterer Ansatz, um die Wissenschaft mit weichen Materialien zu versorgen und flexible Gliedmaßen für Roboter zu konstruieren. Viele grundlegende Prinzipien der Natur können nur dann vollständig erklärt werden, wenn wir auf die evolutionäre Zeitleiste der Evolution der Tiere zurückblicken. Wir bauen Analoga von Robotern, um zu untersuchen, wie sich die Fortbewegung verändert hat", so Team-Mitglied Carmel Majidi.

Mit weniger Energie schneller

Das Team nutzt fossile Beweise als Leitfaden für sein Design und die Kombination aus 3D-gedruckten Elementen und Polymeren, um die flexiblen Tentakel nachzubauen. Sie zeigen, dass Pleurocystitiden wahrscheinlich in der Lage waren, sich mit deren Hilfe auf dem Meeresboden zu bewegen. Sie haben zudem festgestellt, dass weite, ausladende Bewegungen wahrscheinlich am effektivsten waren. Die Verlängerung der Tentakel konnte die Geschwindigkeit der Tiere deutlich steigern, ohne dass sie mehr Energie aufwenden mussten. "Forscher in der bioinspirierten Robotik-Community müssen wichtige Merkmale auswählen, die es wert sind, im Laufe der Zeit von Organismen übernommen zu werden", weiß Doktorand Richard Desatnik.

(Ende)