Roboter laufen und schwimmen schnell und energieeffizient mit Haarspangentechnik
Einfachheit kann besonders effizient sein. Mit angepassten Designs, angelehnt an eine Haarklammer, krabbeln und schwimmen kleine Roboter flott.
(Bild: Zechen Xiong (Screenshot))
Wissenschaftler der Columbia University haben einen simplen Antrieb für kleine Roboter entwickelt, der auf dem Design einer speziellen Haarspange basiert. Damit lassen sich Roboter bauen, die energieeffizient schnell laufen und schwimmen können.
Eine Haarspange aus gebogenem Metall kann zwei stabile Zustände einnehmen: geöffnet und geschlossen. Um die Zustände zu wechseln, muss nur wenig Kraft aufgewendet werden, der Zustandswechsel selbst erfolgt sehr schnell. Diesen Umstand haben sich die Forscher der Columbia Univerity zunutze gemacht, um damit beispielhaft zwei Roboter auszustatten, wie aus der Studie "Fast Untethered Soft Robotic Crawler with Elastic Instability" hervorgeht, die in Arxiv veröffentlicht ist.
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Schnell mit Effizienz
Die drei Wissenschaftler erstellten angelehnt an eine solche Haarklammer zwei unterschiedliche Designs, die jeweils zwei stabile Zustände annehmen und durch leichten Druck schnell gewechselt werden können.
Die Designs verwendeten sie in einem Fisch-ähnlichen Roboter zur Bewegung der Schwanzflosse, in einem krabbelnden vierbeinigen Roboter, um die Beine zu bewegen. Den dafür nötigen Zustandswechsel löste das Team über einen Servomotor aus, der über eine Elektronik angesteuert wird. Der Energieverbrauch dafür sei gering und lasse sich durch Designanpassungen optimieren, die einen weniger kraftintensiven Zustandswechsel ermöglichen.
Da die Konstruktionen jeweils einen schnellen Zustandswechsel ermöglichen, konnten sich die beiden Roboter schnell fortbewegen. Der laufende Roboter erzielte eine Höchstgeschwindigkeit von 313 mm/s, etwa 1,6 Körperlängen pro Sekunde. Der Roboterfisch legte zwei Körperlängen pro Sekunde zurück und erzielte eine maximale Geschwindigkeit von 435 mm/s.
Das Forscherteam ist mit dieser Leistung sehr zufrieden, andere vergleichbare Roboter seien langsamer, sagen sie.
(olb)
