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Biomimetik: Roboter nach dem Vorbild eines Einzellers

Japanische Forscher haben einen Roboter gebaut, der die Bewegung eines Einzellers nachahmt. Es ging ihnen aber nicht nur um eine neue Art der Fortbewegung, sondern auch um eine neue Form der dezentralen Steuerung.

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Einzeller-Roboter: Ballon als Protoplasma
Einzeller-Roboter: Ballon als Protoplasma (Bild: Takuya Umedachi/Screenshot: Golem.de)

Roboter nach Vorbildern aus der Natur gibt es viele. Meist ahmen die Robotiker bei ihren Konstruktionen die Fortbewegung eines Tieres nach. So auch die Forscher um Takuya Umedachi von der Universität in Hiroshima. Als Inspiration diente ihnen eine Schleimpilz-Art der Gattung Physarum polycephalum.

Ballon und Federn

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Der amöbenartige Roboter ist aufgebaut wie ein primitiver Einzeller: Er besteht aus einem Ballon und mehreren Aktoren. Der Ballon, der mit Luft gefüllt ist, fungiert als Protoplasma, also als Zellflüssigkeit. Eine Zelle ist umgeben von einer Haut - diese besteht bei dem Roboter aus einem Ring von zwölf miteinander verbundenen Aktoren. Sie bestehen aus Federn, die in Echtzeit gesteuert werden können.

Dieser Aufbau ermöglicht dem Roboter, sich kriechend fortzubewegen. Da er keine feste Form hat, kann er sich auch durch Engpässe quetschen und ist damit im Vorteil gegenüber Robotern, die einen festen Körper haben.

Dezentrale Steuerung

Den japanischen Forschern geht es aber nicht nur um eine neue Art der Fortbewegung für Roboter. Sie versuchen auch, die Datenverarbeitung des Schleimpilzes nachzuahmen, nicht über ein zentrales Steuersystem verfügt. Dieses Prinzip möchten sie auf Roboter übertragen.

Sie hätten versucht, "eine vollständig dezentrale Steuerung mittels gekoppelter Oszillatoren mit einem vollständig lokalen sensorischen Feedback-Mechanismus" zu entwickeln, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Advanced Robotics. Tatsächlich könne sich der Roboter auch ohne zentrale Steuerung - sprich ein Gehirn - fortbewegen. Das ermögliche ein neues Konzept für autonome, dezentrale Steuerungssysteme.

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