Rekordverdächtiger kleiner und schneller Insektenroboter

Die beiden Roboter MiniBug und WaterStrider sind 8,5 mm bzw. 22 mm lang und können sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 mm pro Sekunde bewegen.

Der WaterStrider-Roboter und MiniBug neben einer Münze. Foto: Bob Hubner/WSU

Ein Forscherteam der Washington State University hat zwei insektenähnliche Roboter namens MiniBug und WaterStrider entwickelt, berichtete TechXplore am 18. Januar. Es handelt sich um die kleinsten, leichtesten und schnellsten Roboter ihrer Art. Zukünftig könnten diese Mikroroboter für eine Vielzahl von Aktivitäten eingesetzt werden, beispielsweise für künstliche Bestäubung, Such- und Rettungsaktionen, Umweltüberwachung, Mikrofertigung oder Chirurgie.

MiniBug ist 8,5 Millimeter lang und wiegt 8 Milligramm, während WaterStrider 22 Millimeter lang und 55 Milligramm schwer ist. Beide können sich mit etwa 6 Millimetern pro Sekunde fortbewegen. Das ist zwar immer noch langsamer als natürliche Insekten, aber im Vergleich zu ähnlich großen Mikrorobotern schnell, sagt Conor Trygstad, Doktorand an der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik und Hauptautor der Studie. Eine 5 Milligramm schwere Ameise kann sich mit fast einem Meter pro Sekunde fortbewegen.

Der Schlüssel zu diesen Robotern sind die winzigen Aktuatoren, die ihnen die Fortbewegung ermöglichen. Trygstad nutzte ein neues Fertigungsverfahren, um die Aktuatoren auf weniger als ein Milligramm zu verkleinern – die kleinsten jemals hergestellten. „Dies sind die kleinsten und schnellsten Aktuatoren, die je für Mikroroboter entwickelt wurden“, sagt Néstor O. Pérez-Arancibia, Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik der Washington State University.

Die Aktuatoren verwenden Formgedächtnislegierungen, die bei Erwärmung ihre Form verändern. Das Material wird als „Formgedächtnis“ bezeichnet, weil es sich an seine ursprüngliche Form erinnert und diese wieder annehmen kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren, die zum Bewegen von Robotern verwendet werden, haben diese Legierungen keine beweglichen oder rotierenden Teile.

Formgedächtnislegierungen sind für große Roboterbewegungen normalerweise zu langsam. Beim MiniBug und WaterStrider hingegen bestehen die Aktuatoren aus zwei Drähten aus Formgedächtnislegierungen mit einem Durchmesser von nur 0,025 mm. Mit einem geringen Stromfluss lassen sich die Drähte leicht erhitzen und abkühlen, sodass der Roboter seine Flossen schlagen oder seine Beine mit einer Geschwindigkeit von bis zu 40 Mal pro Sekunde bewegen kann. In ersten Tests konnten die Aktuatoren zudem Objekte heben, die das 150-fache ihres Eigengewichts betrugen.

Thu Thao (laut TechXplore )

Quellenlink: https://vnexpress.net/robot-con-trung-nho-va-nhanh-ky-luc-4702566.html