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Roboter: Ein Arm wie ein Tintenfisch-Tentakel
Origami und Oktopusse lieferten die Vorlage für einen in alle Richtungen beweglichen Roboterarm. Er funktioniert wie das Tentakel eines Tintenfisches und kommt ohne Motor aus. Entwickelt wurde er von einem Forschungsteam der Ohio State University (OSU) und des Georgia Institute of Technology. Der Roboterarm wird über ein veränderbares Magnetfeld betrieben und ist im Gegensatz zu üblichen Roboterarmen besonders leicht.
Quelle: Shuai Wu, osu.edu
Der Roboterarm kann sich winden und auch seine Länge anpassen.
Wegen ihren Antriebsmotoren und mechanischen Gelenken sind heute übliche Roboterarme relativ schwer, und ihre Dimensionen vergleichsweise gross. Sie sollten leichter, schlanker und auch kleiner sein können – so die Idee der Wissenschaftler um Shuai Wu vom OSU-Institut für Mechanik und Luftfahrt-Engineering nicht.
Für ihren Roboterarm entwarfen sie Elemente nach Origami-Vorbild, die sich aus sechseckigen, weichen Siliziumplatten mit eingebetteten magnetischen Partikeln zusammensetzen. Die einzelnen Teile verbanden sie mit Kunststoffgelenken und schufen so einen Arm aus zwölf Elementen. Um jedes einzelne legten sie wiederum ein veränderbares Magnetfeld. Weil jedes so mit eigenen magnetischen Partikel versehen ist, können sie separat und individuell gesteuert und in alle Richtungen bewegt werden. Konkret bewegt sich der Arm mittels einer Software, führen lässt sich mit Hilfe eine Art Spielkonsole. - Durch Feintuning des Magnetfeldes kann sich auch die Länge des Roboterarms anpassen: Seine Segmente können sich wie der Faltenbalg eines Akkordeons zusammenziehen.
Natur als Designvorlage: „Nachahmung eines hochintelligenten Armsystems“
Quelle: Unbekannt, Gemeinfrei, Wikimedia
Der Roboterarm soll so gelenkig und beweglich wie das Tentakel eines Tintenfisches sein. So stark wie hier dargestellt, dürfte er allerdings nicht sein. (Illustration aus dem 19. Jahrhundert.)
Aktuell kann der Arm Gegenstände packen, indem er sie wie der Arm eines Oktopus umschlingt. Um ihm noch mehr Flexibilität zu verleihen, wollen die Wissenschaftler an seinem Ende einen Greifer montieren. Allerdings bedürfte es dann noch einer Technik, mit der sich der Greifer bewegen lässt.
„Beim Oktopus befindet sich das Nervensystem in den Armen. Was wir hier tun, ist die Nachahmung eines hochintelligenten Armsystems“, erklärte Ruike Renee Zhao, Assistenzprofessorin für Maschinenbau an der Stanford University, die ebenfalls an der Entwicklung des Arms mitgearbeitet hat gegenüber dem Wissenschaftsnewsportal „Popular Science“. Weil ein Tintentischtentakel so vielseitig sei, könnte es unzählige unterschiedliche Bewegungen ausführen, um mit Objekten zu interagieren, so die Wissenschaftlerin weiter.
Allzu kräftig ist der Arm übrigens nicht. Wie Wu erklärt, ist dies jedoch nicht ausschlaggebend. Wichtiger sei es, dass er präzise agieren könne. (mai/mgt)