Inspiriert von der Biomechanik des Geparden, des schnellsten Lebewesens auf der Erde, haben US-Forscher einen Softroboter entwickelt, der flotter vorankommt als vergleichbare Geräte. Das Tier verbiegt im Laufen seinen Rücken und entspannt seine Wirbelsäule wieder, sodass er gewaltige Sprünge machen kann. Genauso macht es der Softroboter, den Jie Yin von der North Carolina State University in Raleigh gebaut hat.


Bild: NC State University

Antrieb durch pneumatische Muskeln

Yin und sein Team haben ein federndes Bauelement mit der Biege- und Entspannungsfähigkeit der Geparden-Wirbelsäule entwickelt. Sie verbiegt sich und schnellt dann in ihre Ausgangsposition zurück. Damit ähnelt sein Galopp dem des Geparden. „Wir können zwischen den beiden Bewegungszuständen schnell hin. Und herschalten“, sagt Yin. Das gelinge, indem Luft in Kanäle gepumpt wird, die dann schlagartige entweicht. Er bezeichnet die Kanäle als pneumatische Muskeln.

Die Forscher nennen das Bauteil „Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance“ (LEAP). Sie haben es in einen Softroboter eingebaut. Dessen Beine sind unbeweglich. Der Vortrieb entsteht allein durch das Krümmen und Entspannen der künstlichen Wirbelsäule. Pro Sekunde schafft der sieben Zentimeter lange Roboter, der 45 Gramm wiegt, fast 20 Zentimeter. Das entspricht einer Geschwindigkeit von 0,7 Kilometern pro Stunde, was für einen so kleinen Kerl ganz beachtlich ist. Er schafft sogar steile Anstiege, ist also durchaus geländegängig.


Softroboter sind ideal für technische Inspektionen

Auch für schwimmende Softroboter ist das Antriebprinzip geeignet. Yins Team baute einen Prototypen, der pro Sekunde fünf Zentimeter vorankommt. Er sei schneller als alle vergleichbaren Softroboter, sagen die Wissenschaftler. Pneumatische Muskeln können auch als Zangen genutzt werden, die Objekte packen und manipulieren. Die Kräfte lassen sich so einstellen, dass selbst rohe Eier beim Ergreifen heil bleiben.

Softroboter bestehen gemäß ihrer Bezeichnung aus weichen Materialien. Dadurch sind sie verformbar, sodass sie sich durch kleine Lücken quetschen können. Sie können sich dank der Anpassungsfähigkeit ihres Körpers auch in engen Röhren mit scharfen Kurven problemlos bewegen. Das prädestiniert sie für Inspektionen in schwer zugänglichen technischen Systemen. Doch dabei ist Geduld gefragt, weil sie sich nur langsam fortbewegen können. Mit den pneumatischen Muskeln geht es künftig viel schneller.

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