Softroboter bewegt sich wie ein uraltes ausgestorbenes Tier
Forscher nutzten ausgestorbene Tiere als Vorbild für Softroboter, die sich effizient fortbewegen sollen.
Links im Bild ein gerendertes Abbild eines ausgestorbenen Pleurocystitiden, rechts der ihm nachempfundene Softroboter.
(Bild: Richard Desatnik)
Forscher der Carnegie Mellon University (CMU) haben einen Softroboter entwickelt, der die Bewegungen eines seit Millionen Jahren ausgestorbenen Pleurocystitiden nachahmt. Die Wissenschaftler wollen so herausfinden, ob es auch besonders effiziente Fortbewegungsformen jenseits von denen bekannter Tiere gibt.
"Wir haben viel von den modernen Lebewesen gelernt, aber das sind nur ein Prozent der Tiere, die im Laufe der Geschichte unseres Planeten existiert haben, und wir wollen sehen, ob wir etwas von den anderen 99 Prozent der Lebewesen lernen können, die einst auf der Erde lebten", sagt Richard Desatnik, einer der beteiligten Forscher an dem Projekt. "Es gibt Tiere, die Millionen von Jahren sehr erfolgreich waren, und der Grund für ihr Aussterben war nicht mangelnder Erfolg ihrer Biologie – es könnte eine massive Umweltveränderung oder ein Aussterbeereignis gewesen sein."
Eines dieser Lebewesen ist ein Pleurocystitid, das vor etwa 500 Millionen Jahren auf der Erde lebte, dann jedoch ausstarb. Die prähistorische Meereskreatur, die mit heutigen Seesternen und Seeigeln verwandt ist, ist lediglich als Fossil erhalten. Die Wissenschaftler rekonstruierten aus solchen Fossilien den muskulösen Stil, eine Art Schwanz, mit dem sich das Tier vermutlich fortbewegte. Dazu nutzten die Forscher 3D-Scans, um eine bessere Vorstellung von seiner Form zu erhalten. Danach berechneten sie in Computersimulationen, wie das Tier sich mit dessen Hilfe möglicherweise durch das Wasser fortbewegt hat.
Roboter-Pleurocystitide
Auf Grundlage dieser Forschungsergebnisse bauten die Forscher einen weichen Roboter, der im Aufbau einem Pleurocystitiden gleicht und dessen Fortbewegung mit einem beweglichen Stil nachahmt. Wie die Wissenschaftler auf der 68. Jahrestagung der Biophysical Society und in dem in Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen wissenschaftlichen Paper "Soft robotics informs how an early echinoderm moved" aufzeigten, bewegte sich das Tier mit einer schwungvollen Bewegung des Stils über den Meeresgrund. Die Forscher konnten zudem nachweisen, dass die Pleurocystitiden über Generationen hinweg einen längeren Stil entwickelten, der es ihnen erlaubte, sich schneller fortzubewegen, ohne dabei viel mehr Energie aufwenden zu müssen.
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Die Wissenschaftler sehen dieses Ergebnis als hilfreich an, um Unterwasser-Roboter zu entwickeln, die sich energieeffizient fortbewegen können. Sie könnten etwa zur geologischen Vermessung eingesetzt werden oder bei der Reparatur von Maschinen unter Wasser helfen.
Die Forscher der CMU haben für ihren Ansatz, für die Entwicklung von Softrobotern ausgestorbene Tiere heranzuziehen, auch eine Bezeichnung: Paläobionik. Sie soll das Potenzial haben, das Verständnis von Evolution, Biomechanik und Bewegungen von Softrobotern auszubauen.
(olb)
