MIT-Software macht Seestern-Robo perfekt
Konstruktion und Optimierung durch Simulationen - Einsatz für Unterwasser-Forschungsmissionen
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Seestern-Roboter im erfolgreichen MIT-Unterwassertest (Foto: csail.mit.edu) |
Cambridge (pte002/13.04.2021/06:05)
Mit Soft-Robotern, die von maritimen Lebewesen als nicht störend empfunden werden, wollen Forscher am Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA die Unterwasserwelt erforschen. Da sind sie nicht die ersten. Es gibt bereits eine Reihe derartiger Roboter, doch sie alle sind störanfällig. Die empfindliche Elektronik in ihrem Inneren lässt sich nicht zuverlässig vor dem aggressiven Salzwasser schützen. Zudem müssen Roboter gebaut werden, die nach Tests in der realen Umwelt immer wieder verbessert werden müssen, ein zeitaufwändiges Verfahren.
[b]Roboter wird erst nach der Optimierung gebaut[/b]
Die Professoren Wojciech Matusik und Daniela Rus vom MIT-Institut für Computerwissenschaften und künstliche Intelligenz (CSAIL) wollen das Produktionsverfahren beschleunigen. Sie entwickelten eine Software, mit der ein Soft-Roboter konstruiert wird. In einem zweiten Schritt wird seine Aktivität im Wasser simuliert. Wenn sich zeigt, dass er verbesserungsbedürftig ist greift das Konstruktionsmodul wieder ein und bügelt die erkannten Macken aus. Es folgt ein weiterer Simulationsschritt, der möglicherweise wieder Verbesserungsbedarf signalisiert. So nähert sich das Gerät der Vollendung, ohne jemals wirklich gebaut worden zu sein. Der gesamte Prozess dauert nur ein paar Stunden.
[b]Synthetische Sehnen bewegen die Arme[/b]
Mit dieser Software entwickelten die Forscher einen Roboter in Form eines Seesterns. Der Körper besteht aus Silikonschaum. Er bewegt sich mit Hilfe eines einzigen Aktuators, der die vier Arme des Seesterns über synthetische Sehnen bewegt, sodass sie sich anspannen und wieder entspannen. Das erzeugt Vortrieb.In Experimenten stellten die Forscher fest, dass sich der per Software entwickelten Robo-Seestern viermal schneller durchs Wasser bewegt als ein Gerät, das mit der klassischen Konstruktionsweise hergestellt wird.
[b]Maßgeschneiderte Roboter für die Beobachtung[/b]
Das Tool des Teams könnte verwendet werden, um Roboter für die Messung von Daten an verschiedenen Orten in der Tiefsee zu entwickeln. Die Forscher können sich auch Roboter vorstellen, die sich auf eine Art bewegen, an die bisher noch niemand gedacht hat. „Bioinspirierte Roboter können dem Meeresleben näher kommen, ohne es zu stören", sagt Rus. „In Zukunft können durch die schnelle Entwicklung und den Bau von bioinspirierten Roboterinstrumenten maßgeschneiderte Observatorien geschaffen werden, die in der Wildnis eingesetzt werden können, um das Leben zu beobachten."
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