Tetraflex-Roboter greift und transportiert Gegenstände mit seinem Körper
Der Tetraflex-Roboter kann seine Form und Größe anpassen. So ist es ihm möglich, mit seinem Körper Objekte aufzunehmen und zu transportieren.
Der Tetraflex-Roboter kann ein rohes Ei aufnehmen und transportieren.
(Bild: University of Bristol)
Ein Wissenschaftsteam der University of Bristol und des Bristol Robotics Laboratory haben einen Roboter in Form eines offenen Tetraeders aus flexiblen Röhren entwickelt, der sich in schwierigem Gelände fortbewegen und durch kleine Lücken zwängen kann. Außerdem kann er zerbrechliche Gegenstände mit seinem Körper umschließen, aufnehmen und transportieren.
Der Tetraflex genannte Roboter ist in der Lage, sich auf verschiedene Arten fortzubewegen. Dies ermöglichen ihm weiche Röhren, die durch starre Knoten miteinander verbunden sind. Jede der Röhren besteht aus einem Gummibalg, der durch Luftdruckveränderungen in der Länge manipuliert werden kann, schreiben die Forschenden in ihrer Studie "Tetraflex: A Multigait Soft Robot for Object Transportation in Confined Environments", die in IEEE Robotics and Automation Letters veröffentlicht ist.
"Höherer Druck bewirkt, dass sich der Balg ausdehnt, und niedrigerer Druck, dass er sich zusammenzieht. Indem wir den Druck in jedem Balg zugleich steuern, können wir die Form und die Größenänderung des Roboters kontrollieren", sagt Peter Wharton, Hauptautor der Studie.
Mit dem Körper greifen
Die Verbindungsröhren können unabhängig voneinander verändert werden. Durch eine Manipulation der Längen in der richtigen Reihenfolge ist es möglich, verschiedene Bewegungsarten zu erzeugen wie etwa Rollen und Kriechen. Zudem kann die Größe des Roboters angepasst werden und er kann Objekte umschließen, mit seinem Körper aufnehmen und transportieren.
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Die Wissenschaftler demonstrieren den Transport anhand kleiner Bälle und eines rohen Eis. Über beide konnte sich der Roboter mit seinem offenen Körper stülpen und ihn dann so anpassen, dass er die Objekte aufnehmen, festhalten und sich mit der Fracht fortbewegen konnte.
"Der spannendste Aspekt dieser Studie ist für mich die Vielseitigkeit von Tetraflex und die Frage, wie wir diese Roboter einsetzen können, um schwieriges Gelände zu erkunden und Aufgaben in für Menschen unzugänglichen Bereichen zu erfüllen. Die verschiedenen Gangarten, die Tetraflex zur Verfügung stehen, und die Fähigkeit, Objekte zu transportieren, zeigen diese Vielseitigkeit deutlich", sagt Wharton.
Ein Vorläufer des Tetraflex hatte 2022 an der RoboSoft 2022 Locomotion Competition in Edinburgh teilgenommen und dort seine Fortbewegungsmöglichkeiten unter anderem auf Sand demonstriert. Zudem konnte sich der Roboter durch den anpassbaren Körper durch enge Spalte durchzwängen sowie Hindernisse überwinden. Er belegte bei dem Wettbewerb den dritten Platz.
Die Forscher sind der Ansicht, dass der Tetraflex-Roboter noch mehr Potenzial aufweist. Insbesondere hinsichtlich der Fortbewegung und dem Transport von Objekten stecke noch mehr in ihm. Die Wissenschaftler planen nun, Algorithmen des maschinellen Lernens anzuwenden, um seine Bewegungsmuster weiterzuerforschen und optimieren zu können.
Wharton sagt, dass es noch einige Fortbewegungsmuster gäbe, auf die man selbst noch nicht gekommen sei. Diese ließen sich damit dann entdecken. Auch könne der Roboter möglicherweise auf die eine oder die andere Art mit seiner Umwelt interagieren, die bisher noch nicht bekannt ist.
(olb)