Japan entwickelt künstliche Muskeln für Roboter.

Japanische Wissenschaftler haben erfolgreich einen neuen Typ künstlicher Muskeln mit ringförmiger Struktur entwickelt, der in der Robotik und anderen Bereichen eingesetzt werden könnte.

Eine von japanischen Forschern entwickelte „hybride“ Roboterhand – Foto: JIJI

Bisher konnten künstliche Muskeln nur schwach kontrahieren und leicht vibrieren, aber der von diesem Team entwickelte künstliche Muskel kann durch elektrische Stimulation stark kontrahieren und die doppelte Kraft im Vergleich zu früher erzeugen.

Dieser künstliche Muskel soll voraussichtlich als Energiequelle für Roboter oder zum Testen der Wirksamkeit von Medikamenten zur Behandlung von Muskelerkrankungen eingesetzt werden.

Die Forschungsergebnisse wurden in der internationalen wissenschaftlichen Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Diese Art von künstlichem Muskel wird durch die Kultivierung von aus Menschen gewonnenen Muskelzellen hergestellt. Um eine starke Kraft zu erzeugen, optimierte das Forschungsteam der Universität Tokio die Kulturbedingungen, sodass die Muskelzellen in die gleiche Richtung wachsen.

Durch die Anordnung der Muskelzellen in hoher Dichte gelang es ihnen, eine „starke Kontraktion“ zu erzeugen – etwas, das mit den bisherigen ringförmigen Muskelgeweben schwer zu erreichen war – wodurch der künstliche Muskel sich zusammenziehen und eine erhebliche Kraft erzeugen konnte.

Die ringförmigen künstlichen Muskeln lassen sich an hakenförmigen Bauteilen befestigen und dienen als Energiequelle für Dehnung und Kontraktion mittels elektrischer Stimulation. Das Forschungsteam baute einen einfachen Roboterarm mit diesen künstlichen Muskeln und setzte die elektrische Stimulation erfolgreich ein, um ein leichtes Kunststoffteil unter Wasser aufzuheben. Sie gaben an, dass die gleichzeitige Verwendung mehrerer künstlicher Muskeln eine noch größere Kraft erzeugen könnte.

Zukünftig plant das Forschungsteam die Entwicklung künstlicher Muskeln, die noch größere Kräfte erzeugen können. Das „Training“ von kultivierten Muskelzellen durch Krafteinwirkung ist eine Methode, doch im Vergleich zum menschlichen Muskelwachstum durch Training verläuft die Entwicklung langsamer. Daher sucht das Team weiterhin nach optimalen Kulturbedingungen und Stimulationsmethoden, um künstliche Muskeln zu entwickeln, die etwa zehnmal stärker sind als die derzeitigen.

Roboter, die solche biologischen Komponenten nutzen, werden als „Biohybridroboter“ bezeichnet. Aufgrund ihrer Vorteile wie Selbstheilung und hoher Empfindlichkeit sind sie für verschiedene industrielle Anwendungen sehr interessant.

Zurück zum Thema

VNA

Quelle: https://tuoitre.vn/nhat-ban-phat-trien-co-nhan-tao-cho-robot-20250725125751893.htm