Hightech-Schabe dreht sich auf einem Cent
Innovatives Fertigungsverfahren ermöglicht Konstruktion beliebig kleiner Robotermodelle
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"HAMR Junior" (rechts) und eine Küchenschabe (Mitte) (Foto: Kaushik Jayaram) |
Cambridge/Bolder (pte004/05.06.2020/06:15) "HAMR Junior" heißt die von Forschern der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) http://seas.harvard.edu entwickelte neue Cyber-Schabe. Der Roboter ist gerade einmal 2,25 Zentimeter lang und kann sich sogar auf einem Cent-Stück im Kreis drehen. Der Roboter wird aus einer Folie herausgeätzt, mit Aktuatoren und der Elektronik versehen und zu einem 3D-Gebilde "aufgeblasen".
Optimale Skalierbarkeit
Der erheblich größere HAMR diente als Vorbild. Dabei musste, so Kaushik Jayaram, der an SEAS promoviert hat, das Layout lediglich verkleinert werden. "Roboter in dieser Größenordnung sind ziemlich einfach gebaut und haben eine eingeschränkte Mobilität", so der Forscher. "Wir haben dagegen gezeigt, dass Kompromisse nicht nötig sind."
Die Herstellungstechnik heißt PC-MEMS. MEMS sind winzige Bauelemente, die Logikelemente und mikromechanische Strukturen in einem Chip vereinen. In diesem Fall kommt hinzu, dass das Bauteil per Drucker hergestellt wird. Die große Frage war, ob es gelingt, ein vorhandenes Layout einfach zu verkleinern und mit der gleichen Technik herzustellen. "Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, mit diesem Verfahren Roboter in beliebigen Größen herzustellen", sagt Jayaram.
Anpassung an Aufgaben
Die Verkleinerung des Roboters beeinflusst Schrittlänge und Verwindungssteifigkeit. Jayaram und sein Team haben daher ein Modell entwickelt, mit dem sich die Veränderungen vorherberechnen lassen, einschließlich der zulässigen Traglast. Es kann genutzt werden, um vor dem Bau eines Mikroroboters die Auslegung gemäß den vorgesehenen Aufgaben festzulegen. "Dieser neue Roboter zeigt, dass wir die Herstellungstechnik beherrschen", ergänzt Robert Wood, Professor für Ingenieurswesen und angewandte Technik an der SEAS.
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