Robo-Greifer nach dem Vorbild des Neunauges

Forscher der Peking-Universität realisieren sicheren Transport von Objekten mit rauer Oberfläche

Neunauge-Saugnapf: Original und technische Adaption (Illustration: Cyborg and Bionic Systems)

Peking (pte024/12.03.2026/12:30)

Der Saugnapf des fernöstlichen Bachneunauges (Lethenteron reissneri) ist Vorbild für ein neues Gerät von Forschern der Peking-Universität. Es kann schwergewichtige Objekte festhalten, damit sie sich von einem Ort zum anderen transportieren lassen. Das von einem Team um Junzhi Yu entwickelte Greifsystem kann das 850-Fache seines Eigengewichts festhalten.

Weiche Lippe, hornartige Zähne

"In komplexen medienübergreifenden Umgebungen sind herkömmliche Robotergreifer unzuverlässig. Vor allem unter Wasser versagen sie schnell, weil das Vakuumsystem auf rauen Oberflächen aufgibt. Wir wollten einen Greifer entwickeln, der an der Luft, im Wasser und bei feuchter Umgebung zuverlässig zupackt", unterstreicht Yu.

Für das fernöstliche Bachneunauge ist das kein Problem. Dieser uralte Fisch nutzt eine weiche Lippe, um eine Abdichtung zu schaffen, eine Muskelpumpe, um innerhalb dieser Lippe ein Vakuum zu erzeugen, und einen innenliegenden Ring aus hornartigen Zähnen, um sich an einer Oberfläche sicher festzuhalten, auch wenn diese rau ist.

Lösung Formgedächtnispolymer

In Anlehnung an dieses biologische Meisterwerk haben die Forscher eine robotergestützte Saugscheibe entwickelt, die eine flexible Silikonlippe mit einem intelligenten Kern aus einem temperaturgesteuerten Formgedächtnispolymer (SMP) mit eingebauten Heizelementen kombiniert. Die Scheibe wird auf das zu transportierende Objekt gedrückt, um es zu ergreifen. Das SMP wird weich, wenn es kurzfristig auf eine Temperatur von 33 Grad Celsius erwärmt wird.

In diesem Zustand passt sich die Lippe perfekt der rauen Oberfläche an, dringt auch in die Vertiefungen ein. Sinkt die Temperatur, verfestigt sich das SMP, ohne sich aus den Vertiefungen zurückzuziehen. Wird nun innerhalb der Lippe ein Vakuum erzeugt, schließt diese dicht ab und der Transport kann beginnen. Am Ziel angekommen, wird das SMP wieder erwärmt.

Aufgrund seines Formgedächtnisses kehrt es zu seiner ursprünglichen Gestalt zurück, sodass Luft beziehungsweise Wasser eindringen kann. Die Saugkraft schwindet und das Objekt wird abgelegt. "Selbst wenn die Vakuumpumpe ausfällt, bleibt die Saugkraft erhalten, weil die Lippe dicht abschließt, und zwar über einen extrem langen Zeitraum", verdeutlicht Yu. Das hat der Forscher in Labortests bewiesen.

Das kompakte Gerät mit einem Gewicht von nur 70 Gramm erzeugte sowohl an der Luft als auch im Wasser eine ausreichende Saugkraft, um schwere Lasten zu heben, selbst auf sehr rauen Oberflächen, auf denen herkömmliche reine Saugnäpfe völlig versagen. Yu stellt seinen Robo-Greifer in der Fachzeitschrift "Cyborg and Bionic Systems" der American Association for the Advancement of Science vor.

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