Biomimetik

Roboter rollt wie eine Raupe

US-Wissenschaftler haben einem Roboter aus einem flexiblen Material die Fluchtbewegung einer Raupe beigebracht. Der Roboter rollt sich zusammen und katapultiert sich davon.

Artikel veröffentlicht am 27. April 2011, 18:26 Uhr, Werner Pluta

Goqbot

Einige Raupen können sich bei Gefahr zusammenrollen und dann wegkatapultieren. Wissenschaftler der Tufts Universität in Medford im US-Bundesstaat Massachusetts haben einen Roboter konstruiert, der diese Bewegung, ballistisches Rollen genannt, imitiert. Ihre Entwicklung beschreiben sie in dem Fachmagazin Bioinspiration & Biomimetics.

Roboter rollt weg

Goqbot heißt der 10 Zentimeter lange Roboter. Er hat einen hammerförmigen Kopf, sein länglicher Körper besteht aus Silikon. Darin sind Spiralen aus einem Metall mit Formgedächtnis eingelassen, die als Aktoren dienen: Wird an die Spiralen elektrische Spannung angelegt, kontrahieren sie fast wie ein Muskel. Innerhalb von 200 Millisekunden verwandelt sich der Roboter in ein Rad und rollt davon. Dabei erreicht er eine Geschwindigkeit von mehr als einem halben Meter pro Sekunde.

Ziel der Wissenschaftler um Huai-Ti Lin war, das ballistische Rollen besser zu verstehen. Dafür haben sie den Roboter mit fünf Infrarotdioden ausgestattet. Damit zeichnen sie die Bewegungen des Goqbot auf. Drucksensoren in der Testfläche messen, welche Kräfte auftreten, wenn der Roboter sich abstößt.

Unberechenbar und energieintensiv

Dabei fanden die Wissenschaftler unter anderem heraus, dass ballistisches Rollen nur auf einem ebenen Untergrund funktioniert und dass der Ausgang für eine Raupe nicht vorhersehbar ist. Außerdem kostet es viel Energie. Aus diesen Gründen setzen die Raupen diese Bewegung nur sehr selten ein.

Lin und seinen Kollegen ging es aber nicht nur darum, Raupen zu verstehen. Das ballistische Rollen lasse sich durchaus in der Robotik einsetzen. Sie hätten eine Lösung entwickelt, die Körperform des Roboters zu verändern. Diese Lösung könne Roboter verbessern, die beispielsweise für die Rettung, Gebäudeinspektion oder Überwachung der Umwelt eingesetzt werden, erklärt Lin.

Wendig, aber langsam

Roboter mit einem flexiblen Körper sind zwar sehr wendig, aber noch recht langsam. "Wegen der größeren Geschwindigkeit und Reichweite könnten kriechende Roboter ohne Extremitäten, die über die Fähigkeit des ballistischen Rollens verfügen, schneller in einem Katastrophengebiet eingesetzt werden", sagt Lin.