In der Robotik entstammen viele Ideen und technische Weiterentwicklungen der Biologie. Roboter verfügen heute über zahlreiche hochleistungsfähige Sensoren, ausgeklügelte Steuerungsmechaniken und vielfältige Fortbewegungsmechanismen. Vorbilder sind unter anderem Spinnen, Schlangen, Eidechsen, Tintenfische oder Seesterne.
Eine Auswahl aktueller Forschungsbeispiele in der Robotik:
Tailbot – Roboter fliegt mit Eidechsenschwanz besser
Siedleragamen leben vor allem im südlichen Afrika in felsigen Gegenden. Diese Eidechsen faszinieren Forscher nicht nur durch einen ausgeprägten Farbwechsel, sondern sie können auch exzellent springen. Im Sprung klappen sie ihren Schwanz nach oben oder unten; sie nutzen ihn damit im Flug quasi als Steuer. Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Berkeley haben durch Beobachtung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera von Agame beim Springen ein mathematisches Modell erarbeitet, welches sich auf einen kleinen Roboter übertragen lässt, um diesem mehr Stabilität zu verleihen. So verpassten die Forscher zunächst dem Roboter „Tailbot“ – einem kleinen Roboter auf Rädern – einen Schwanz. Doch dieser alleine reichte nicht aus, um den Roboter im Sprung zu stabilisieren. Deshalb entwickelten sie eine auf Sensoren basierende Steuerung, wodurch der Roboter den Sprung meisterte. Die Ergebnisse des Schwanz-Roboters sollen es ermöglichen, zukünftig bessere Suchroboter zu entwickeln, die über Geröll oder Trümmer fahren und springen können.
Titanoboa – Riesen-Roboter-Schlange
Die Titanoboa war eine Riesenschlange, die vor 60 Millionen Jahren in Südamerika lebte. Auf Basis eines Fundes an Rückenwirbeln und Rippenknochen von insgesamt 28 Individuen wird für diese ausgestorbene Riesenschlangenart eine Länge von rund 13 Metern und ein Gewicht von mehr als einer Tonne angenommen. Damit wäre die Titanoboa die längste und größte bekannte Schlange der Erdgeschichte.
Eine Gruppe um den Kanadier Charlie Brinson hat diese Riesenschlangenart nun in Form eines Schlangenroboters wieder auferstehen lassen. Der fertige Schlangenroboter soll eine Länge von 15 Metern erreichen. Sein Durchmesser beträgt zwischen 30 Zentimetern und einem Meter. Kopf und Wirbel der Schlange sind aus Aluminium. Die Fortbewegung erfolgt über hydraulische Zylinder. Das Gesamtgewicht des Schlangenroboters wird ebenfalls bei etwa einer Tonne liegen. Ende 2011 war die künstliche Schlange zu zwei Dritteln fertig; ihre Länge betrug zu diesem Zeitpunkt zehn Meter. Nach Fertigstellung soll die Alu-Schlange eine Haut aus Polyethylen erhalten. Ziel der Erbauer ist es, die Fortbewegung einer Schlange mechanisch nachzuahmen und alternative Antriebsformen auszuprobieren.
Asterisk – Spinnenroboter
Forscher der Osaka University haben den Spinnenroboter „Asterisk“ entwickelt. Der Roboter, der einer Spinne nachempfunden ist, bewegt sich auf sechs Beinen fort, kann Gegenstände greifen und an Gittern entlang hangeln Der Prototyp wiegt rund vier Kilogramm und misst etwa 80 Zentimeter im Durchmesser. Seine Höhe liegt bei acht Zentimetern. Die acht Spinnenbeine lassen sich auch mit Rädern ausstatten, so dass der Roboter in der Lage ist, unter Hürden hindurch zu rollen. Die Weiterentwicklung dieses Spinnenroboters soll sich auf die Seite stellen und Räder schlagen können, um schneller vorwärts zu kommen. Die Wendigkeit des Roboters wird durch zahlreiche Sensoren ermöglicht. Hierzu zählen unter anderem ein Beschleunigungsmesser, ein Gyro-Sensor, mehrere Kraft-Sensoren und Infrarot-Abtaster sowie sechs digitale Kameras. Einsatzgebiet des mechanischen Spinnenroboters sind Notsituationen. So könnte sich der Spinnen-Bot nach einem Erdbeben über Geröllmassen bewegen und nach Überlebenden suchen. Aber auch im Bereich der Gebäudewartung ist der Einsatz des Spinnen-Roboters denkbar.
Softbot – weicher Roboter, der sich verformt wie wirbellose Vorbilder
Softbot ist ein weicher Roboter, der sich fortbewegt, indem er sich verformt. Wissenschaftler der Harward-Universität haben sich für Ihren Roboter wirbellose Tiere, wie den Tintenfisch oder Seestern zum Vorbild genommen. Der pneumatische Roboter ist einfach aufgebaut. Er besteht aus zwei paarweise angeordneten Gliedmaßen und einem Körper. Angetrieben wird er mittels mehrerer Luftschläuche und Ventile. Dabei sind sowohl die vier Gliedmaßen als auch der Körper Hohlkammern, die einzeln mit Luft gefüllt werden können. Durch die Formveränderung bewegt er sich fort. Die Fortbewegung ist damit eine Mischung aus Kriechen und einer wellenartigen Gangart. Auf diese Weise kann sich der weiche Roboter zum Beispiel durch einen engen Spalt hindurch zwängen.
Quellen:
- Golem: Roboter nach dem Vorbild einer Riesenschlange, 18.11.2011
- Pressetext: Spinnenroboter soll bei Rettungsaktionen helfen, 19.12.2011
- Golem: eicher Roboter kriecht mit Luftdruck, 29.11.2011
- Golem: Eidechsenschwanz lässt Roboter stabil fliegen, 5.01.2012