Nhật BảnDer Bio-Hybrid-Zweibeinroboter mit einer Höhe von nur 3 cm kann sich dank Muskelkontraktionen im Wasser bewegen und sogar die Richtung ändern.
Zweibeiniger Roboter, der im Wasser läuft. Video: Wissenschaft.org
Japanische Wissenschaftler haben einen kleinen zweibeinigen Roboter entwickelt, der sowohl Muskelgewebe als auch künstliche Materialien integriert und dank Muskelkontraktionen gehen und die Richtung ändern kann. New Scientist berichtet am 26. Juni. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Angelegenheit.
Zuvor wurden eine Reihe von Bio-Hybrid-Robotern mit der Fähigkeit zu krabbeln und zu schwimmen mit im Labor entwickelten Muskeln gebaut. Allerdings ist der neue Roboter der erste zweibeinige Roboter, der sich drehen und scharfe Kurven fahren kann. Dazu wird Strom an ein Bein gesendet, um eine Kontraktion des Muskels zu bewirken, während das andere Bein stationär bleibt. Der Muskel fungiert als biologischer Aktuator – ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Kraft umwandelt.
Der Roboter ist nur 3 cm groß, kann derzeit nicht alleine in der Luft stehen und verfügt über einen Schaumstoffschwimmer, der ihm das Stehen in einem Wassertank erleichtert. Seine Muskeln werden im Labor aus Mäusezellen gezüchtet.
„Das ist nur Grundlagenforschung. Wir sind noch nicht so weit, dass wir diesen Roboter überall einsetzen können. Damit es in der Luft funktioniert, müssen wir viele damit verbundene Probleme lösen, aber wir glauben, dass dies durch die Steigerung der Muskelkraft erreicht werden kann“, sagte Mitglied des Forschungsteams und Experte 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. Es dauerte auch mehr als eine Minute, um sich um 90 Grad zu drehen, wenn man bedenkt, dass es alle 5 Sekunden eine elektrische Stimulation erhielt. Um in der Luft statt im Wasser zu laufen, benötigt der Roboter außerdem ein Nährstoffversorgungssystem, um die Lebensdauer des Muskelgewebes zu erhalten.
Takeuchi hofft, dass das Team den Roboter schneller bewegen kann, indem es das elektrische Stimulationsmuster optimiert und das Design verbessert. „Der nächste Schritt bei diesem Biohybrid-Roboter besteht darin, eine Version mit Gelenken und zusätzlichem Muskelgewebe zu entwickeln, um anspruchsvoller gehen zu können. Darüber hinaus ist es auch notwendig, dicke Muskeln aufzubauen, um die Kraft zu steigern“, sagte er.
„Biohybridroboter sind nützliche Werkzeuge für die Untersuchung von künstlichem Muskelgewebe und helfen gleichzeitig dabei, zu untersuchen, wie biologische Aktoren gesteuert werden können. „Da Kraft und Kontrolle durch diese Art von Forschung verbessert werden, wird die Anwendbarkeit solcher Aktuatoren auf komplexere Roboter zunehmen“, sagte die Expertin Victoria Webster-Wood von der Carnegie Mellon University.
Do Thảo (Entsprechend New Scientist)