Autonomer Roboter nach Rochenart realisiert
Lenkungsprinzip hält auch Batterie fit - Einsatz für Rohrleitungen und Pflege von Korallenlarven
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Blick in das Innere des neuen Hightech-Rochen-Roboters (Foto: nus.edu.sg) |
Singapur (pte004/28.11.2025/06:15)
Mit einem dem Mantarochen nachempfundenen Roboter machen Forscher der National University of Singapore die Inspektion von nicht-magnetischen Rohrleitungen, die Pflege von Korallenlarven und andere Unterwasserarbeiten einfacher und zuverlässiger. Wu Changsheng und sein Doktorand Xiao Xiao lenken ihn mit elektromagnetischen Feldern, also berührungslos. Der Vorteil: Die Felder stabilisieren die Chemie in einer flexiblen Zink-Mangandioxid-Batterie, die eigens für diesen Zweck entwickelt wurde.
Bändigung der Dendriten
Anfangs hat der Stromspeicher die Erwartungen keineswegs erfüllt. Es bildeten sich Dendriten. Das sind nadelspitze Türmchen, die die Lebensdauer massiv reduzieren. Die Forscher haben diese Batterie einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt, wie sie es zum Lenken ihres Roboters vorgesehen hatten. Das Wachstum der zerstörerischen Dendriten ging entscheidend zurück. Nach 200 Lade- und Entladezirkeln lag die Kapazität der Batterie noch bei mehr als 57 Prozent. Die autonome Bewegung des Rochen-Roboters war demnach für längere Zeit sichergestellt.
Die Forscher haben auch den Grund für die Verlängerung der Lebensdauer gefunden. Das elektromagnetische Feld vergleichmäßigte den Fluss der Zink-Ionen, sodass sie sich gleichmäßig auf der Anode ablagerten, statt punktuell Spitzen zu bilden. "Das ist ein Schritt in Richtung langlebiger Bordstromversorgungssysteme für Softroboter, die in anspruchsvollen, dynamischen Umgebungen eingesetzt werden", so Xiao.
Ein Prinzip für zwei Aufgaben
"Wir haben uns am Mantarochen orientiert, weil er genau das verkörpert, was wir erreichen wollen: Eine natürliche Integration von Bewegung, Wahrnehmung und Energieverbrauch. Die Form ermöglicht eine synergetische Koordination von Multifunktionalitäten auf effiziente und kompakte Weise, was die Tiere zum perfekten biologischen Modell für verkörperte Intelligenz macht. Weil wir Lenkung und Energie-Management auf dasselbe physikalische Prinzip stützen, haben wir den Roboter wirklich autark und effizient gemacht", urteilt Wu.
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