Bionik Meshworm, der robuste robotische Regenwurm

Viel Material braucht es nicht für diesen Roboter, der wie ein Wurm kriechen kann: ein Kunststoffgeflecht und einige Drähte aus einer Legierung mit Formgedächtnis.

Ein Regenwurm hat Vorbild gestanden für den robusten Roboter Meshworm, den Forscher aus den USA und Südkorea entwickelt haben. Er bewegt sich kriechend fort und übersteht auch eine Attacke mit dem Hammer unbeschadet.

Legierung mit Formgedächtnis

Meshworm (Maschenwurm) haben die Forscher um Sangbae Kim vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) den Roboter genannt. Er bewegt sich mit Hilfe eines künstlichen Muskels fort. Der Muskel ist ein Draht aus einer Formgedächtnislegierung aus Nickel und Titan.

Der Meshworm ist ein Softbot, er besteht ausschließlich aus weichen Materialien. Den Körper des Wurmroboters bildet eine maschenartige Röhre aus einem elastischen Polymer, der der Roboter seinen Namen verdankt. Um das Rohr ist der Draht gewickelt, der den Körper des Roboters in Segmente unterteilt - ähnlich wie bei einem echten Wurm.

Spannung anlegen

Wird Spannung an den Draht angelegt, zieht sich die Spule zusammen und übt Druck auf die Segmente des Rohres aus. Kühlt der Draht wieder ab, kehrt er in die Ausgangsposition zurück und das Rohr erhält wieder seinen alten Durchmesser. Durch abwechselndes Erhitzen und Abkühlen des Drahtes bewegt sich der Meshworm kriechend vorwärts.

Dieses Prinzip, Peristaltik genannt, findet sich auch in bestimmten Hohlorganen wieder, etwa dem Darm. Sie hätten verschiedene Modelle einer peristaltischen Fortbewegung entwickelt und anhand der Geschwindigkeit verglichen, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Transactions on Mechatronics.

Wurmnachbau

Damit der Meshworm nicht immer nur in die gleiche Richtung kriecht, haben die Forscher weitere Drähte aus der Formgedächtnislegierung integriert, die der Länge nach im Körper des Roboters verlaufen. Wird an einen dieser Drähte Spannung angelegt, verbiegt sich der Roboter nach der einen oder anderen Seite und kann so seine Richtung ändern. Damit konnten die Wissenschaftler des MIT, der Harvard-Universität und der Staatlichen Universität von Seoul den Aufbau und die Fortbewegung eines Regenwurms nachbauen, der ebenfalls ringförmige und längs verlaufende Muskeln besitzt.

Allerdings ist der Meshworm robuster als sein natürliches Vorbild: Anders als einem Regenwurm macht es ihm nichts aus, wenn auf ihn getreten oder er mit einem Hammer geschlagen wird. Der Roboter kriecht unbeeindruckt weiter. Gedacht ist der Roboter für den Einsatz in unwegsamem Gelände oder in schmalen Spalten. Andere mögliche Anwendungen sehen die Entwickler im medizinischen Bereich, etwa für neuartige Endoskope oder Implantate.