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Bionik Schnurrhaare sollen Robotern bei der Navigation helfen

Autor Sebastian Gerstl

Katzen oder Ratten nutzen Schnurrhaare wie eine Art Sensor, um ihre Umgebung zu erfassen. Eine im Fachmagazin Bioinspiration & Biomimetics publizierte Studie greift diese Idee auf: "Robotische Schnurrhaare" sollen Robotern helfen, schwieriges Terrain zu navigieren, wo Sonar oder Radar nicht weiterhelfen.

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Schnurrhaare helfen Katzen und anderen Tieren, sich durch Dunkelheit oder enge Passagen zu bewegen. Ein ähnliches Prinzip könnte auch Robotern helfen, sich einen Weg durch schwierige Areale zu bahnen.
Schnurrhaare helfen Katzen und anderen Tieren, sich durch Dunkelheit oder enge Passagen zu bewegen. Ein ähnliches Prinzip könnte auch Robotern helfen, sich einen Weg durch schwierige Areale zu bahnen.
(Bild: gweni63/Flickr (CC-BY-2.0))

Wie die Studie ausführt sind die künstlichen Schnurrhaare in der Lage, eine Art tomografische Umgebungskarte anzulegen, indem Sie unter anderem Luft- oder Wasserströmungen erfassen. Damit ausgestattet würde es beispielsweise Unterwasserfahrzeugen deutlich leichter fallen, selbst in trüben Gewässern selbsttätig ihren Weg zu finden.

Das "Robotic Whisker Array": Die 15 cm langen "robotischen Schnurrhaare" bestehen aus Nitinol, ummantelt mit einer Schutzhülle aus Plastik. Mit Hilfe zweier Dehnungsmesstreifen kann der Aufbau Hindernisse oder Luftströmungen erfassen und auswerten.
Das "Robotic Whisker Array": Die 15 cm langen "robotischen Schnurrhaare" bestehen aus Nitinol, ummantelt mit einer Schutzhülle aus Plastik. Mit Hilfe zweier Dehnungsmesstreifen kann der Aufbau Hindernisse oder Luftströmungen erfassen und auswerten.
(Bild: Bioinspiration & Biomimetics)
Das sogenannte "Robotic Whisker Array", das der Studie zugrunde liegt, besteht aus hochelastischen Nitinol-Drähten, die mit einer schützenden Plastikhülle versehen sind. Die etwa 15 cm langen "Schnurrhaare" wurden mittels eines LEGO-Technik-Aufbaus mit einer Wasserwaage verbunden. Ein Servomotor erlaubt den Drähten, sich nach Luftströmungen zu drehen.

Die Forscher benutzten einen Haarfön mit verschiedenen Wärme- und Geschwindigkeitseinstellungen, um den Aufbau zu testen. Die künstlichen Schnurrhaare zeigten sich in der Lage, selbst die geringe Luftstromleistung des Föns sehr akkurat festzuhalten.

"Wir haben zwar keinen Beweis dafür, dass Tiere eine solche Art von 'tomografischer Rekonstruktion' in ihren Gehirnen ausüben," räumt Cagdas Tuna, Hautautor der Studie, ein. Dennoch ist der Forscher der Ansicht, dass der von seinem Team erarbeitete Mechanismus großen praktischen Nutzen besitzt. Die robotischen Schnurrhaare dürften sich nach Ansicht der Forscher besonders für Umgebungen eignen, in denen Systeme wie Sonar oder Radar Schwierigkeiten haben, die Umgebung zu erfassen. So könnte ein solches taktiles Erfassungssystem automatisierten Unterwasserfahrzeugen helfen, sich in dunklen oder trüben Gewässern zurecht zu finden.

Indem sie Luftströmungen erfassen, sind die "robotischen Schnurrhaare" in der Lage, die ihre Umgebung tomografisch zu erfassen. Somit könnten sie automatischen Fahrzeugen bei der Navigation in düsteren oder trüben Umgebungen helfen.
Indem sie Luftströmungen erfassen, sind die "robotischen Schnurrhaare" in der Lage, die ihre Umgebung tomografisch zu erfassen. Somit könnten sie automatischen Fahrzeugen bei der Navigation in düsteren oder trüben Umgebungen helfen.
(Bild: Bioinspiration & Biomimetics)
Auch für die Medizintechnik könnte die Technologie interessant sein, etwa um einen Herzkatheter einfacher zu legen, ohne Gewebe zu verletzen. "Sie besitzt großes Potential für ein nützliches, wenn auch ungewöhnliches Erkundungssystem", sagt Tuna.

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