pte20230206015 Produkte/Innovationen, Forschung/Entwicklung

Neuer MIT-Aquabot windet sich wie ein Aal

Extreme Anpassungsfähigkeit senkt Energieverbrauch deutlich und erweitert Einsatzspektrum


"RoboTuna" in Aktion: MIT-Aquabot bei einem Test im Wasserbecken (Foto: mit.edu)

Cambridge (pte015/06.02.2023/11:35)

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine neue, noch anpassungsfähigere Version ihres Aquabots "RoboTuna" vorgestellt. Der überarbeitete Unterwasserroboter besteht aus einzelnen Modulen, die je nach zu erledigender Aufgabe unterschiedlich zusammengesetzt werden. So entsteht beispielsweise ein aalartiger Roboter oder einer, der einem Mini-Wal ähnelt. Das Bauprinzip selbst ermöglicht praktisch unbegrenzte Variationen in Form und Größe, sagen die Forscher.

Große Stärke Skalierbarkeit

"Skalierbarkeit ist eine Stärke unseres Konstruktionsprinzips", sagt Alfonso Parra Rubio, der zum Team von Michael Triantafyllou und Neil Gershenfeld gehört. Das liege an der geringen Dichte und hohen Steifigkeit der gitterartigen Module, die "Voxel" genannt werden. Die meisten derzeit verwendeten Technologien seien dagegen auf Materialien mit hoher Dichte angewiesen, die drastische Probleme bereiten, wenn sie vergrößert werden sollen.

Die einzelnen Voxel bestehen aus einer Hülle aus schmalen Kunststoffstegen, die in einem Gießprozess hergestellt werden. Diese sind so ausgelegt, dass sie in einer Richtung tragende Funktion haben, in der anderen aber weich und biegsam sind. Diese ungewöhnliche Kombination erreichen die Entwickler durch den gezielten Einbau von steifen und flexiblen Komponenten. Laut Gershenfeld ist dies ein dritter Weg, der die besten Elemente von beiden vereint.

Ein Draht sorgt für Vorschub

"Die Flexibilität der Module ermöglicht es uns, den Widerstand zu reduzieren und die Antriebseffizienz zu verbessern, was zu erheblichen Einsparungen von Energie führt", sagt Triantafyllou. In einem der vom Team produzierten Geräte bilden die Voxel eine meterlange, schlangenartige Struktur. Sie besteht aus vier Segmenten mit jeweils fünf Voxeln. In der Mitte befindet sich ein Aktuator, der einen Draht anzieht oder lockert, um die Voxel gegeneinander zu verbiegen.

Die gesamte Struktur des Roboters haben die MIT-Wissenschaftler mit einer eng anliegenden wasserdichten Neoprenhaut umhüllt. In einem hochschuleigenen Wasserbecken haben die Ingenieure dann gezeigt, dass die Bewegungen, die denen einer Schlange oder eines Aals ähneln, einen Schub bewirken, der das Gebilde letztlich antreibt.

(Ende)
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