Japan Ein nur 3 cm großer biohybrider Zweibeinroboter kann sich im Wasser fortbewegen und sogar die Richtung ändern, indem er seine Muskeln zusammenzieht.
Ein zweibeiniger Roboter läuft im Wasser. Video : Science.org
Japanische Wissenschaftler haben einen winzigen zweibeinigen Roboter entwickelt, der sowohl Muskelgewebe als auch künstliche Materialien enthält und durch Kontraktion seiner Muskeln laufen und die Richtung ändern kann, berichtete New Scientist am 26. Januar. Die neue Forschung wurde in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht.
Einige biohybride Roboter, die kriechen und schwimmen können, wurden mit im Labor gezüchteten Muskeln entwickelt. Der neue Roboter ist jedoch der erste zweibeinige Roboter, der sich drehen und scharfe Kurven fahren kann. Er erreicht dies, indem er elektrische Impulse an ein Bein sendet, um dessen Muskel zu kontrahieren, während das andere Bein unbeweglich bleibt. Der Muskel fungiert dabei als biohybrider Aktor – ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Kraft umwandelt.
Der nur 3 cm große Roboter kann derzeit nicht selbstständig in der Luft stehen und wird von einem Schaumstoffschwimmer in einem Wasserbecken gestützt. Seine Muskeln wurden im Labor aus Mauszellen gezüchtet.
„Das ist reine Grundlagenforschung. Wir sind noch nicht so weit, dass wir diesen Roboter überall einsetzen können. Damit er in der Luft funktioniert, müssen wir noch viele damit verbundene Probleme lösen, aber wir glauben, dass wir das durch die Steigerung der Muskelkraft schaffen können“, sagte Teammitglied Shoji Takeuchi von der Universität Tokio.
Der Roboter ist für menschliche Verhältnisse immer noch sehr langsam und bewegt sich nur 5,4 mm pro Minute. Auch eine Drehung um 90 Grad dauert mehr als eine Minute, da er alle 5 Sekunden elektrische Impulse erhält. Um sich in der Luft statt im Wasser fortbewegen zu können, benötigt der Roboter zudem ein Nährstoffversorgungssystem, um sein Muskelgewebe am Leben zu erhalten.
Takeuchi hofft, dass das Team die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters durch Optimierung des elektrischen Stimulationsmusters und Designverbesserungen erhöhen kann. „Der nächste Schritt bei diesem Biohybrid-Roboter ist die Entwicklung einer Version mit zusätzlichen Gelenken und Muskelgewebe, um ein komplexeres Gehen zu ermöglichen. Außerdem wird es notwendig sein, kräftigere Muskeln zu entwickeln, um die Kraft zu steigern“, sagte er.
„Biohybride Roboter sind nützliche Werkzeuge zur Erforschung von künstlichem Muskelgewebe sowie zur Untersuchung der Steuerung biologischer Aktuatoren. Mit der Verbesserung von Kräften und Steuerung durch diese Art von Forschung wird das Potenzial für den Einsatz solcher Aktuatoren in komplexeren Robotern steigen“, sagte Victoria Webster-Wood, Expertin an der Carnegie Mellon University.
Thu Thao (Laut New Scientist )
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