Roboterarm bewegt sich wie ein Tentakel

Tintenfisch und Origami sind Vorbilder für Prototyp von Ohio State University und Georgia Tech

Roboterarm windet sich und verändert seine Länge (Foto: Shuai Wu, osu.edu)

Columbus/Atlanta (pte018/01.09.2021/13:00)

Bei der Entwicklung eines in alle Richtungen beweglichen Roboterarms, der ohne Motor auskommt, standen die japanische Papierfalttechnik Origami und die Tentakel des Tintenfischs (Oktopus) Pate. Der Antrieb befindet sich in Form eines veränderbaren Magnetfelds außerhalb des Roboterarms. Systementwickler sind Ingenieure der Ohio State University https://www.osu.edu/ (OSU) in Columbus und des Georgia Institute of Technology https://www.gatech.edu/ (Georgia Tech) in Atlanta.

[b]Schwere Motoren sollten eingespart werden[/b]

Das Team um Shuai Wu vom OSU-Institut für Mechanik und Luftfahrt-Engineering war unzufrieden mit dem Gewicht und der Dimension heute eingesetzter Roboterarme. Als Hauptursachen erkannten sie die schweren Antriebsmotoren und mechanischen Gelenken. Mit Magneten und Magnetfeldern, die diese beeinflussen, müsste es doch auch gehen, glaubten die Forscher und machten sich an die Arbeit.

[b]Roboterarm aus zwölf Segmenten[/b]

Sie entwarfen nach Origami-Vorbild Segmente, die sich aus sechseckigen, weichen Siliziumplatten mit eingebetteten magnetischen Partikeln zusammensetzten und verbanden sie mit Kunststoffgelenken. So entstand ein Arm aus zwölf Segmenten, um den sie ein variables Magnetfeld legten. Da jedes Segment seine eigenen magnetischen Partikel hatte, konnten die Forscher jedes einzelne individuell steuern, indem sie die Parameter des Magnetfeldes änderten. Damit gelangen Bewegungen in alle Richtungen.

[b]Steuerung per Spielekonsole[/b]

Durch Feintuning des Magnetfeldes gelang es auch, die Länge des Roboterarms zu ändern, indem sich die Segmente wie der Faltenbalg eines Akkordeons zusammenzogen. Die Forscher stellen fest, dass sie den Arm sehr feinfühlig steuern konnten, indem sie die Manipulation des Magnetfeldes einem Computerprogramm überließen. Die gewünschten Bewegungen konnten sie so mit Hilfe einer Art Spielekonsole steuern.

Bereits bei diesem Entwicklungsstand kann der Arm Gegenstände packen, indem er sie wie der Arm eines Oktopus` umschlingt. Noch flexibler wird er, wenn an seinem Ende ein Greifer montiert wird, glauben sie. Allerdings müssten sie sich dann noch eine Technik ausdenken, wie dieser Greifer bewegt werden kann.

[b]Schwach aber präzise[/b]

Allzu kräftig ist der Arm nicht. Das sei jedoch nicht ausschlaggebend, so Wu. Wichtiger sei es, dass er präzise agieren kann, was beispielsweise bei medizinischen Anwendungen wichtig sei. 

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