Robotik und physische KI
Johns-Hopkins-Team entwickelt gelatinösen Roboter, der durch Temperaturveränderung angetrieben wird
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Forscher der Johns-Hopkins-Universität haben einen gelatinösen Roboter entwickelt, der kriechen kann und nur durch Temperaturveränderung und eine innovative Konstruktion angetrieben wird. Der neue Roboter hilft dabei, höhere Intelligenzlevel im Bereich der Weichrobotik zu erreichen.
Die Forschungsergebnisse wurden in Science Robotics veröffentlicht.
David Gracias ist der Hauptautor der Studie und Professor für chemische und biomolekulare Ingenieurwissenschaften an der Johns-Hopkins-Universität.
“Es sieht sehr einfach aus, aber dies ist ein Objekt, das sich bewegt, ohne Batterien, ohne Verkabelung, ohne eine externe Stromversorgung irgendeiner Art – nur durch das Quellen und Schrumpfen von Gel”, sagte Gracias. “Unsere Studie zeigt, wie die Manipulation von Form, Abmessungen und Muster von Gelen die Morphologie anpassen kann, um eine Art von Intelligenz für die Fortbewegung zu verkörpern.”
Neue und aufkommende Robotertechnologien
Die Unfähigkeit, Roboter aus weicheren Materialien herzustellen, stellt ein Hindernis bei der Suche nach robotischen Systemen mit menschlichen Eigenschaften sowie bei biologischen Anwendungen dar. Traditionelle Roboter bestehen hauptsächlich aus metallischen und plastischen Rahmen, die die notwendige Flexibilität für eine einfache Bewegung und die Nachahmung von menschlichen Bewegungen fehlen.
Aufkommende Technologien versuchen, diese Materialien zu modifizieren und zu konstruieren, um menschliche Teile besser nachzuahmen, aber es bleibt ein Bereich, der stark verbessert werden könnte. Ein Wechsel zu weicheren Materialien, wahrscheinlich mit einer mechanischen Basis, könnte Türen zu biomedizinischen Fortschritten öffnen. Eine kooperative Roboterentwicklung zwischen verschiedenen Disziplinen ist der Schlüssel, um dies zu erreichen.
Wasserbasierte Gele
Eines der vielversprechendsten Materialien für Weichrobotik sind wasserbasierte Gele, die Forscher bereits gezeigt haben, dass sie durch Temperaturveränderungen quellen oder schrumpfen können und für die Erstellung intelligenter Strukturen verwendet werden können. Das Team der Johns-Hopkins-Universität zeigte zum ersten Mal, wie das Quellen und Schrumpfen dieser Gele manipuliert werden kann, um Roboter auf flachen Oberflächen zu bewegen oder sie in bestimmte Richtungen kriechen zu lassen.
Die Gel-Roboter wurden durch 3D-Drucken erstellt, und das Team sagt, sie könnten leicht in Massenproduktion hergestellt werden. Es gibt viele mögliche Anwendungen, wie z.B. die Fortbewegung auf Oberflächen durch den menschlichen Körper, um gezielte Medikamente zu liefern. Sie könnten auch als Meeresroboter dienen, indem sie die Oberfläche des Ozeans überwachen und patrouillieren.
Gracias möchte nun die Gel-Roboter trainieren, um auf Veränderungen in menschlichen Biomarkern und biochemischen Substanzen zu kriechen, sowie andere Formen zu testen und Kameras und Sensoren auf ihren Körpern zu integrieren.
