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Faszination Technik Elektrohydraulische Module verwandeln sich in vielseitige Roboter

Quelle: Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme 2 min Lesedauer

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Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
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In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute:elektrisch betriebene Roboterkomponenten, die sich wie Lego-Bausteine zu rekonfigurierbaren Hochgeschwindigkeitsrobotern zusammenstecken lassen.

Hexel-Module lassen sich je nach Bedarf zusammenstecken. (Bild: Zachary Yoder und Ellen Rumley- MPI-IS)
Hexel-Module lassen sich je nach Bedarf zusammenstecken.
(Bild: Zachary Yoder und Ellen Rumley- MPI-IS)

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) haben sechseckige Roboterbauteile entwickelt, die sich in Lego-Manier ganz einfach zu Hochgeschwindigkeitsrobotern zusammenbauen lassen. Das Team der Abteilung für Robotik-Materialien unter der Leitung von Christoph Keplinger stattete jedes der sechseckigen magnetischen Bauteile mit den für die Abteilung bekannten künstlichen Muskeln aus. Schnell neu arrangiert, lassen sich die „Hexel“ genannten Module ohne großen Aufwand für die unterschiedlichsten Zwecke nutzen.

Wie die Module funktionieren

  • Sechs leichte, starre Platten aus Glasfaser dienen jedem Hexel-Modul als Grundlage.
  • Die inneren Gelenke der Sechsecke werden von hydraulisch verstärkten, elektrostatischen künstlichen Muskeln – sogenannten Hasels – angetrieben.
  • Durch Anlegen einer Hochspannung an das Modul wird der Muskel aktiviert, wodurch sich die Gelenke des Sechsecks drehen und es so seine Form von lang und schmal zu breit und flach ändern kann.

Eine Kette von Hexel-Modulen mit Ellen Rumley (links) und Zach Yoder.(Bild: MPI-IS - W. Scheible)
Eine Kette von Hexel-Modulen mit Ellen Rumley (links) und Zach Yoder.
(Bild: MPI-IS - W. Scheible)

„Die Kombination weicher mit starren Komponenten ermöglicht hohe Sprünge und hohe Geschwindigkeiten. Indem wir mehrere Module miteinander verbinden, können wir neue Robotergeometrien schaffen und sie für unterschiedliche Anforderungen wiederverwenden“, sagt Ellen Rumley, Gastforscherin der University of Colorado Boulder in den USA. Sie und Zachary Yoder sind Doktoranden in der Abteilung für Robotik-Materialien am MPI-IS und die Erstautoren der Veröffentlichung.

Hexel-Module ermöglichen vielseitige Bewegungen

In einem Video zeigt das Team die vielen Bewegungen, zu welchen die Hexel-Module im Stande sind. Eine Gruppe von Modulen kriecht z.B. durch einen schmalen Spalt, während ein einzelnes Modul hoch in die Luft springt. Mehrere Module werden zu größeren Strukturen verbunden, die je nach Anbringung der Module unterschiedliche Bewegungen erzeugen. So hat das Team beispielsweise mehrere Module zu einem Roboter kombiniert, der schnell über Sand rollt.

Hexel-Module werden als eine vielversprechende Technologie bezeichnet. Die Forschenden sehen den Einsatz zum Beispiel bei Weltraum- oder Rettungsmissionen.

„Wir sehen es als sehr praktisch an, Roboter mit rekonfigurierbaren Fähigkeiten zu entwickeln. Das ist weitaus nachhaltiger, als fünf verschiedene Roboter für fünf verschiedene Zwecke zu bauen. Wir können mit Hexel viele verschiedene Roboter aus denselben Komponenten zusammensetzen. Roboter, die aus rekonfigurierbaren Modulen bestehen, können bei Bedarf neu angeordnet werden und sind damit vielseitiger als spezialisierte Systeme. Insbesondere in ressourcenbeschränkten Umgebungen kann das sehr von Vorteil sein“, so Yoder abschließend.

Roboter, die aus rekonfigurierbaren Modulen bestehen, können bei Bedarf neu angeordnet werden und sind damit vielseitiger als spezialisierte Systeme.

Zach Yoder

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