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pte20211018003 Forschung/Entwicklung

Winzige Roboterhand hat Formgedächtnis

Innovation aus Südkorea ergreift Objekte von der Größe eines Schneckeneis äußerst sanft


Was die winzige Hand alles kann (Schematische Darstellung:
Was die winzige Hand alles kann (Schematische Darstellung: "Science Robotics")

Seoul (pte003/18.10.2021/06:10) - Forscher mehrerer südkoreanischer Institutionen haben eine weiche Roboterhand entwickelt, die kleiner als die eines neugeborenen Babys ist. Sie hat fünf Finger, die sich einzeln krümmen und strecken können. Gedacht ist sie zum Ergreifen und Festhalten von Gegenständen, die so klein sind wie Schneckeneier, ohne sie zu zerstören. Vorgestellt wird diese Hand in der Fachzeitschrift "Science Robotics".

Achtmal so breit wie ein Haar

Jeder der Finger ist etwas mehr als einen halben Zentimeter lang und achtmal so breit wie ein menschliches Haar. Sie werden von Muskeln aus einem Formgedächtnispolymer bewegt, das seine Form ändert, wenn es von einem schwachen Strom erwärmt wird. Wird er ausgeschaltet, nehmen die Finger ihre ursprüngliche Form wieder an, an die sie sich gewissermaßen erinnern. Die Forscher haben jeden Finger mit winzigen Sensoren ausgestattet, um Temperaturen, Vibrationen und Druck zu messen.

Formgedächtnismaterialien sind Werkstoffe, in die eine bestimmte Form einprogrammiert ist. Wird diese durch mechanische Kräfte verändert, tut sich erst einmal nichts, das Material behält seine neue Form. Erst wenn es erwärmt wird, nimmt es seine alte Gestalt wieder an. Das funktioniert, weil sich die Kristallstruktur dieser Materialien ändert, sobald sie verformt werden. Bei Erwärmung kehren sie zur normalen Kristallstruktur zurück.

Transport befruchteter Eier

Die kleine Hand packt mit so viel Kraft zu, dass das Objekt nicht zu Boden fällt. Dass sie nicht übermütig wird und das Objekt zerdrückt, verhindern Drucksensoren, die bei Gefahr den Strom abstellen. Die Hand wiegt 25,4 Milligramm, ist aber in der Lage, Gegenstände zu halten, die bis zu 30 Gramm wiegen.

Die Wärme, die die Muskeln tätig werden lässt, kam in einem Test einem Schneckenei zugute. Die Hand umschloss es und hielt es warm, bis die Babyschnecke schlüpfte. Die Sensoren ermittelten dann die Herzfrequenz des winzigen Tierchens. Was wie die Spielerei von Wissenschaftlern anmutet, kann durchaus praktischen Nutzen haben. Würde die Hand auf ein Endoskop gesetzt, könnte sie ein im Reagenzglas befruchtetes Ei schonend in der Gebärmutter einer Frau ablegen, spekulieren die Forscher.

(Ende)
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