Beinloser Softroboter bewegt sich vibrierend besonders energieeffizient fort
Fortbewegung benötigt bei Robotern viel Energie. Forscher aus Princeton haben ein besonders energieeffizientes System entwickelt.
(Bild: Princeton University (Screenshot))
Ein Wissenschaftsteam der Princeton University hat einen Softroboter namens eViper (extendable Vibrating Intelligent Piezo-Electric Robot) entwickelt, der sich durch Vibrationen fortbewegt. Er kommt dadurch ohne Beine und rotierende Teile aus. Die Forscher spendierten ihm stattdessen Aktuatoren, die den Roboterkörper in Schwingungen versetzen. Dadurch kann sich der Roboter besonders energiesparend fortbewegen.
Der Körper des 44,5 g leichten Roboters ist flexibel gestaltet, schreiben die Forschenden in ihrem wissenschaftlichen Paper "eViper: A Scalable Platform for Untethered Modular Soft Robots" (PDF), der auf Arxiv im Preprint veröffentlicht ist. Die Wissenschaftler greifen zur Fortbewegung des Roboters auf den piezoelektrischen Effekt zurück. Er wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Der Roboter kann so mit genau getimten Impulsen angetrieben werden. Dabei biegt sich der flexible Körper in eine Richtung. Durch einen weiteren Impuls biegt er sich dann in die entgegengesetzte Richtung.
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Hohe Energieeffizienz
Der Softroboter kommt so mit zwei kleinen 300-mAh-Akkus aus und kann sich damit ohne externe Energiequelle und ohne Kabelanbindung fortbewegen. Er nutzt dazu eine fortschrittliche Leistungselektronik und verfügt über eingebettete Sensoren und kann eine Zuladung von 10 g aufnehmen – etwa für weitere Elektronik oder Batterien. Der Roboter soll sich nach Angaben des Forschungsteams damit so energieeffizient fortbewegen wie Landtiere. Entsprechend sehen die Princeton-Forscher ihre eViper auch als wegweisenden Roboter an, der als Vorbild für die Entwicklung weiterer energieeffizienter Roboter stehen könnte.
"Künftige Robotersysteme benötigen eine hohe Energieeffizienz", sagt Minjie Chen, Assistenzprofessorin für Elektro- und Computertechnik und eine der Hauptprojektverantwortlichen. "Die eViper-Plattform ermöglicht es uns, die elektrische, mechanische und energetische Co-Konstruktion zu erforschen, um die Energieeffizienz zu maximieren."
Die Forscher hatten ihre Arbeit auf der IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2023 vorgestellt. Das Team gehörte mit eViper zu den Finalisten des Preises für die beste Arbeit.
(olb)