Roboter aus Würfeln nimmt über 1000 unterschiedliche Formen an und läuft
Der Transformer-Bot besteht aus mit drehbaren Scharnieren verbundenen Würfeln. Mittels Aktuatoren kann er verschiedene Formen annehmen und sich fortbewegen.
Der Transformer-Bot kann unterschiedliche Formen aus Würfeln bilden.
(Bild: North Carolina State University)
Ingenieure der North Carolina State University (NC State University) haben einen formwandelnden Roboter entwickelt, der angelehnt an der japanischen Faltkunst Origami mittels einfacher kubischer Formen über 1000 verschiedene Gestalten annehmen kann. Um das zu erreichen, benötigt der Transformer-Bot lediglich drei Motoren. Der Roboter ist ein Experiment, um etwa einen einzigen formwandelnden Roboter für mehrere unterschiedliche Funktionen bauen zu können – etwa für die Nutzung in der Weltraumfahrt.
"Die Frage, die wir uns stellen, ist, wie man eine Reihe von vielseitigen Formen mit einer möglichst geringen Anzahl von Aktuatoren erreichen kann", erklärt Jie Yin, außerordentlicher Professor für Maschinenbau sowie Luft- und Raumfahrttechnik und Mitautor der Studie "Adaptive hierarchical origami-based metastructures", die in Nature Communications erschienen ist. "Hier verwenden wir ein hierarchisches Konzept, das in der Natur zu beobachten ist – wie geschichtete Muskelfasern – aber mit Kunststoffwürfeln, um einen transformierbaren Roboter zu schaffen."
Neue Formen aus mehreren Würfeln
Die Forscher erstellten mithilfe eines 3D-Druckers insgesamt 36 Kunststoffwürfel, die sie mit drehbaren Scharnieren miteinander verbanden. Einige der Scharniere fixierten die Wissenschaftler mit Metallpins, andere wurden über Elektromotoren angesteuert. Die Forscher schafften es, ihn mit lediglich drei Motoren in mehr als 1000 unterschiedliche Formen umzuwandeln – darunter tunnel- und brückenartige Strukturen sowie mehrlagige Konstrukte.
Der Roboter kann sich durch seine Formveränderungen vorwärts, rückwärts und seitwärts bewegen. Zusätzlich kann er offene, geschlossene und flache Formen annehmen. Der Transformer-Bot kann dabei Nutzlasten bis zum Dreifachen seines Eigengewichtes tragen und transportieren.
Die Wissenschaftler sind der Ansicht, ihren Roboter in abgewandelter Form im Weltraum einsetzen zu können. Dort könnte er verschiedene Formen annehmen, um unterschiedliche Funktionen ausüben zu können. Denkbar ist auch, den Roboter in größeren Dimensionen einzusetzen, um damit Weltraum-Habitate zu erstellen, die ihre Form ändern können. Dazu könnten die benötigten Teile in den Weltraum geschickt werden und sich dort ihrer Funktion entsprechend entfalten.
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Die Forscher wollen nun daran arbeiten, ihre Transformer-Bots weiter zu verbessern. Sie denken etwa daran, die Strukturen noch robuster zu gestalten, um ihre Traglast weiter zu erhöhen.
(olb)