Das EU-Projekt Locomorph untersuchte die Roboter-Fortbewegung und versucht Laufroboter durch Effizienz, Robustheit und die Fähigkeit zur Fortbewegung in unbekannter Umgebung zu verbessern. Das Kunstwort Locomorph setzt sich aus der Locomotion (Fortbewegung) und der Morphologie (Körperbau) zusammen.
Durch die Erforschung dieser beiden Aspekte wollen die Forscher Roboter entwickeln, die über eine optimale Wendigkeit, Selbst-Stabilisierung, Energieeffizienz und eine hohe Anpassungsfähigkeit an unbekannte Umgebungen aufweisen. Die Vision sind Roboter, die sich unabhängig von der Oberfläche sicher fortbewegen.
Biologen, Physiker und Ingenieure aus Belgien, Canada, Dänemark, Deutschland und der Schweiz arbeiten an den optimalen morphologischen Faktoren, wie Form, Material, Sensortechnik und Körper-Segmentierung. Dazu untersuche sie die unterschiedlichsten Tiere, um deren jeweilige Fortbewegungsstrategie zu entschlüsseln und die Ergebnisse in die Robotik einfließen zu lassen. ...weiterlesen "Robotik: Roboter lernen laufen"
Kategorie: Bionik
Bionik: Selbstheilungsmechanismen in der Natur
Pflanzen, viele wirbellose Tiere und einige Amphipien, wie Molche oder Axolotl, und Reptilien, wie Eidechsen, sind in der Lage verloren gegangene Gliedmaßen und Organe vollständig neu zu bilden. Auch viele Gliederfüßer können verloren gegangene Körperteile bei der nächsten Häutung teilweise ersetzen. Diese Fähigkeit bezeichnet man als Regenration. ...weiterlesen "Bionik: Selbstheilungsmechanismen in der Natur"
Kratzfeste Oberflächen nach Art des Wüstensandfischs
Ebenso wie die Oberflächen einiger Pflanzen (Lotosblume) und Tiere (Morphofalter) nicht glatt und eben, sondern rau sind, wodurch sich der Lotus-Effekt® physikalisch erklären lässt, ist auch die Haut des Sandfisches, einer in der Wüste lebenden Echse, nicht vollkommen glatt, sondern mit winzigen Grate gespickt. Während die Nanostrukturen bei der Lotusblume für den Selbstreinigungsmechanismus verantwortlich sind, wodurch die Pflanze immer durch den Regen sauber gewaschen wird, sorgen die Nanostrukturen beim Sandfisch dafür, dass der Wüstensand nicht an der Haut der Echse kleben bleibt. Beide Effekte erscheinen auf den ersten Blick widersprüchlich. Doch beim Sandfisch verhindern die minimalen Erhebungen auf der Haut des Tieres eine elektrostatische Aufladung der Oberfläche. Somit können die Sandkörner nicht an der Echse, die sich flink durch den Wüstensand bewegt, haften bleiben. Durch diesen Effekt wird gleichzeitig die Reibung herabgesetzt wird, wodurch sich das Tier schneller und effektiver, also auch kraftsparender, fortbewegen kann. ...weiterlesen "Kratzfeste Oberflächen nach Art des Wüstensandfischs"
Bionik: Von Fliegen lernen
Für die meisten sind sie nur lästig – Fliegen. Der bionischen Forschung bringen sie jedoch wichtige Erkenntnisse ein. Fliegen sind ein beliebtes Forschungsobjekt von Biologen und Genetikern. Denn sie lassen sich leicht halten, züchten und vermehren sich rasch. Zu den Standard-Untersuchungsobjekten in der genetischen Forschung zählt die Fruchtfliege Drosophila melanogaster. Drosophila wird zwei bis drei Millimeter lang, ist gelbbraun und hat rote Augen. Weltweit sind mehr als 3000 Fruchtfliegenarten bekannt. Davon leben etwa 50 Arten in Deutschland. Umgangssprachlich bezeichnet man die kleinen Fliegen gerne als „Obstfliegen“, da sie von faulenden Früchten und Getränkeresten in offenen Gläsern und Falschen angezogen werden. Die Weibchen der Taufliegen legen bis zu 400 Eier in gärende Pflanzenstoffe oder andere Substrate ab, die als spätere Nahrung für die Larven dienen. Die Larven durchlaufen drei Madenstadien. Der Zeitraum vom Ei bis zur fertig entwickelten Fliege liegt bei etwa 14 Tagen. Manchmal spricht man auch von „Taufliegen“, da sie meistens morgens und abends – also zu Zeiten, in denen sich häufig Tau niederschlägt – umherfliegen. ...weiterlesen "Bionik: Von Fliegen lernen"
Bionik: Zähne – die Form ist entscheidend
Haifischzähne sind nicht härter, als menschliche Zähne.Und das, obwohl die Zähne der Raubfische zu hundert Prozent aus Fluoride-Kristallen bestehen. Menschlicher Zahnschmelz hingegen enthält das etwas weichere Mineral Hydroxylapatit. Vergleichsuntersuchungen an Haifischzähnen und menschlichen Zähnen ergaben, dass beide gleich robust sind. Dies ist zunächst überraschend. Doch schaut man genauer hin, so unterscheiden sich die Zähne deutlich in ihren Formen. Die Zähne des Tigerhais sind breit und flach. Ihre Schnittflächen gleichen einem Sägeblatt, denn diese Jäger zerschneiden das Fleisch ihrer Opfer. Beim Kurzflossenmako sind die Zähne lang und spitz. Sie dienen zum herausreißen von Fleischstücken aus dem Beutetier. Der menschliche Zahn verfügt über eine besondere Nanostruktur der Hydroxylapatit-Kristalle. Sie sind so angeordnet und durch Proteine miteinander verklebt, dass ein Bruch nicht durch den ganzen Kristall läuft. Dies macht auch den menschlichen Zahn widerstandsfähig und bewahrt den Zahn vor dem Zersplittern. Aus diesem Grund ist der Zahn auch nicht vollständig mineralisiert. ...weiterlesen "Bionik: Zähne – die Form ist entscheidend"