Die neue Roboter-Generation ist sanft und stark zugleich

Weiche Roboter waren lange Zeit nicht so stark wie ihre „festen“ Gegenparts. Am MIT haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, wie die Soft Robotics Lasten vom Tausendfachen ihres eigenen Gewichts heben können.

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Weiche Roboter waren lange Zeit nicht so stark wie ihre „festen“ Gegenparts. Am MIT haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, wie die Soft Robotics Lasten vom Tausendfachen ihres eigenen Gewichts heben können.

Vielleicht kommt die Roboter-Apokalypse. Vielleicht werden sich die Maschinen irgendwann erheben und gegen ihre Schöpfer aufbegehren. Die gute Nachricht: Viele von ihnen werden nicht in der Lage sein, die Menschen in einem Zweikampf zu besiegen. Denn die Zukunft der Roboter ist weich, da sie nicht mit traditionellen Motoren gesteuert werden, sondern mit Flüssigkeit oder Luft. Der Forschungsbereich nennt sich Soft Robotics.

Das Problem: Ohne die leistungsfähigen Motoren waren softe Roboter bisher auch ziemlich schwach. Das ändert sich jetzt. Forscher am MIT-Zentrum für Informatik und Künstliche Intelligenz und dem Harvard Wyss Institut haben einen neuartigen weichen Robo-Muskel entwickelt, der von Origami inspiriert ist. Im Prinzip ist er ein mit Luft gefüllter Sack. Im Inneren fungiert eine Art Origami-Struktur als Skelett. Wenn die Forscher Luft durchpumpen, kann der Muskel das Tausendfache seines Gewichts heben. Zum Vergleich: Ein herkömmlicher Robo-Arm wie der 128 Kilogramm schwere UR10 kann ein Drittel seines Gewichts heben.

„Das ist ziemlich spektakulär, wenn man mal darüber nachdenkt. Man kann 1000 Mal mehr heben als man wiegt,“ sagt Roboteringenieurin Daniela Rus vom MIT. „Wir glauben, dass es die Art und Weise verändern wird, wie wir Soft Robotics in Fabriken, im Haushalt und Alltag einsetzen.“

Das Geheimnis liegt im Skelett. Ohne es könnte sich der Muskel zwar zusammenziehen wie der ballonartige Roboter aus Baymax – Riesiges Robowabohu. In der Realität wäre so ein Roboter aber alles andere als stark. Das Skelett verleiht dem Roboter Stabilität und die Fähigkeit, den Muskel gezielter zu bewegen.

Wenn man etwa eine Last anheben möchte, funktioniert eine Art Akkordeon-Skelett wohl am besten. Andere Aktionen brauchen dagegen andere Origamiformen, die man einfach mit dem 3D-Drucker fertigen kann. „Mit den unterschiedlichen Vorlagen können wir Dreh- oder Schraubbewegungen in Gang setzen,“ sagt Rus.

Wenn man diese verschiedenen Muskeln kombiniert, sind auch kompliziertere Bewegungsabläufe möglich. Ein Roboter greift mit seinen Fingern einen Reifen und der Schaft kontrahiert, um ihn nach oben zu heben.

Im übertragenen wie buchstäblichen Sinne ist das Schöne an dem System seine Flexibilität. Für das äußere Material sind auch verschiedene Stoffe denkbar. Man kann Silikon einsetzen, um den Roboter hitzebeständig zu machen. Oder ein wasserlösliches Material nehmen, um einen Wegwerf-Unterwasserroboter zu bauen.

Die Struktur des Muskelskeletts bestimmt die Muskelbewegungen.