Softrobotik: Weicher Roboter bekommt neuen Antrieb

US-Wissenschaftler haben eine neue Version ihres pneumatisch betriebenen Kriechroboters vorgestellt. Er hat seinen Antrieb jetzt auf dem Rücken und ist robust genug, um Überfahrenwerden, Hitze und Kälte zu überleben.

Der Gang dieses Roboters sieht zwar nicht besonders elegant aus und ist nicht schnell. Aber dafür hält er einiges aus: Ein Auto kann ihn überfahren, ohne dass er anschließend platt ist. Feuer kann ihm ebenso wenig etwas anhaben wie Eis. Entwickelt wurde er von Forschern der Cornell Universität und der Harvard Universität.

Der Roboter ist 65 Zentimeter lang und besteht aus einem sehr stabilen Kunststoff. Sein Aufbau ist einfach: Er hat einen Körper und vier Gliedmaßen, die aus einzeln ansteuerbaren Hohlkammern bestehen. Seinen Antrieb hat er auf dem Rücken: ein elektrisch betriebener Kompressor, Ventile, ein Controller und ein Akku mit einer Laufzeit von etwa zwei Stunden.

Pneumatisch kriechen

Pumpt der Kompressor Luft in eine der Hohlkammern, dehnt sie das jeweilige Körperteil aus und verformt es. Der Druck kann bis zu 1,38 bar betragen. Indem die Gliedmaßen wechselseitig aufgepumpt werden, kriecht der Roboter vorwärts und schafft dabei etwa 18 Meter in der Stunde.

Der Roboter kann mit weiteren Komponenten ausgestattet werden, Sensoren etwa oder einer Kamera - allerdings sollte das Bedienpersonal seefest sein: Wegen seiner speziellen Gangart schwankt das Bild sehr stark. Bis zu 8 Kilogramm Nutzlast könne der Roboter tragen, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Soft Robotics.

Autonom statt schlauchgebunden

Der Roboter ist die Weiterentwicklung eines Softroboters, den die Forschergruppe 2011 vorgestellt hatte. Ziel war seinerzeit, einen Roboter zu bauen, der sich wie ein wirbelloses Tier fortbewegt, indem er sich verformt. Der neue Roboter ist größer, und vor allem hat er seinen Antrieb auf dem Rücken. Der erste Roboter hatte noch einen externen Antrieb, er hing also an einem Luftschlauch. Der neue Roboter hingegen kann autonom agieren.

Gedacht ist der Roboter beispielsweise für den Katastropheneinsatz. Dafür muss er sehr robust sein: Die Forscher haben ihn von einem Auto überrollen lassen - allerdings nur seine Beine, da der Antrieb und die Elektronik auf seinem Rücken frei liegen. Dann haben sie ihn verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt, wie 5 Zentimeter tiefen Wasserpfützen oder Windgeschwindigkeiten von 40 km/h.

Frost und Hitze

Auch Hitze und Kälte können ihm nicht viel anhaben: Die Forscher ließen ihn bei minus 9 Grad draußen herumkrabbeln. Außerdem setzten sie ihn 20 Sekunden lang einer über 2.700 Grad heißen Methanflamme aus, die dem Softbot aber nur oberflächlichen Schaden zufügen konnte.

Die Schwachstelle des Roboters sei, dass Antrieb und Steuerung aus starren Komponenten bestünden, die auf dem Rücken des Roboters angebracht seien. Deshalb überfuhr das Auto auch nur die Beine. Um Antrieb und Steuerung besser zu schützen, könnten diese im nächsten Schritt in den Gliedmaßen untergebracht werden. Noch besser sei, die starren Komponenten durch weiche zu ersetzen - das allerdings erfordere noch "wesentliche Durchbrüche bei der Entwicklung weicher Elektronik, Akkus und Pumpen".