3D-gedruckter Softroboter läuft ohne Elektronik
Der Roboter der UC San Diego wird durch Druckluft angetrieben. Er wird in einem Rutsch aus weichem Filament mit einem 3D-Drucker ausgedruckt.
(Bild: UC San Diego)
Wissenschaftler des Bioinspired Robotics Laboratory der University of California San Diego (UC San Diego) haben einen Roboter entwickelt, der direkt in einem Rutsch mit dem 3D-Drucker ausgedruckt wird und ohne weitere Elektronik laufen kann. Als Antrieb nutzen die Forscher Druckluft aus einer Druckgaspatrone.
Rund 20 US-Dollar kostet der Roboter aus dem 3D-Drucker. Verwendet wird dabei handelsĂĽbliches Filament. Der Ausdruck ist rasch erledigt, wie die Forscher in der Studie "Monolithic Desktop Digital Fabrication of Autonomous Walking Robots" darlegen, die in Advanced Intelligent Systems erschienen ist.
Für den 3D-Druck griffen die Forscher auf weiches Filament zurück, um Körper, künstliche Muskeln und Steuerungssystem zusammen in einem Vorgang ausdrucken zu können, ohne dabei nachträglich eine Elektronik zur Koordination der Laufbewegungen einbauen zu müssen.
Pneumatischer Antrieb
Der Roboter hat sechs Beine. Die Ansteuerung erfolgt über einen pneumatischen Schwingkreis, der weiche Aktuatoren ansteuert, die die Beine bewegen. Sie werden dabei so koordiniert, dass ein konstanter Luftdruck jeweils drei Beinpaare bewegt. In einer geraden Linie kann der Roboter deshalb laufen, weil die Beine sich jeweils in vier Freiheitsgraden bewegen können: nach oben und unten, vorwärts und rückwärts.
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Der Roboter kann so auf unterschiedlichen Untergründen laufen. Das klappt autark mit einer Luftdruckpatrone oder stationär über ein Luftdrucksystem, das einen konstanten Druck bereitstellt. Der Roboter funktioniert sogar im Wasser, wie das Video der Jacobs School of Engineering der UC San Diego zeigt.
Den Roboter ließen die Forscher drei Tage lang in einem Labor ununterbrochen laufen. Er soll sich überall dort einsetzen lassen, wo Elektronik nicht sicher funktioniert, etwa in stark verstrahlten Gebieten. Er lässt sich so auch bei Katastrophen, Rettungs- und Weltraummissionen einsetzen, erklären die Wissenschaftler.
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Der Roboter berge aber noch Verbesserungsbedarf. Die Forscher wollen künftig das komprimierte Gas direkt im Roboter speichern. Zudem suchen sie nach Möglichkeiten, recycelbares und biologisch abbaubares Material für den 3D-Druck zu verwenden, um den Roboter umweltfreundlich zu gestalten. Ganz neu ist die Idee eines Laufroboters mit Druckluftantrieb allerdings nicht: Freiburger Wissenschaftler hatten bereits im Jahr 2024 einen ähnlichen vierbeinigen Roboter gezeigt.
(olb)
