Johns Hopkins-Team entwickelt temperaturgesteuerten Gelatine-Roboter

Forscher der Johns Hopkins University haben einen gallertartigen Roboter entwickelt, der kriechen kann und nur durch Temperaturänderungen angetrieben wird, sowie ein innovatives Design. Der neue Roboter trägt dazu bei, ein höheres Maß an Intelligenz in den Bereich der Soft-Robotik zu bringen.

Die Forschung wurde in veröffentlicht Wissenschaft Robotics.

David Gracias ist leitender Autor der Forschung und Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik an der Johns Hopkins.

„Es scheint sehr simpel, aber es handelt sich um ein Objekt, das sich ohne Batterien, ohne Verkabelung, ohne externe Stromversorgung jeglicher Art bewegt – nur durch das Quellen und Schrumpfen von Gel“, sagte Gracias. „Unsere Studie zeigt, wie die Manipulation von Form, Abmessungen und Musterung von Gelen die Morphologie so anpassen kann, dass sie eine Art Intelligenz für die Fortbewegung verkörpert.“

Neue und aufkommende Robotertechnologien

Die Unfähigkeit, Roboter aus weicheren Materialien herzustellen, stellt ein Hindernis bei der Suche nach menschenähnlichen Robotern und biologischen Anwendungen dar. Herkömmliche Roboter bestehen hauptsächlich aus Metall- und Kunststoffrahmen, denen die erforderliche Flexibilität fehlt, um leicht zu manövrieren und normale menschliche Bewegungen zu simulieren.

Neue Technologien versuchen, diese Materialien so zu optimieren und zu konstruieren, dass sie menschliche Teile besser nachahmen, aber es bleibt immer noch ein Bereich, der erheblich verbessert werden könnte. Eine Umstellung auf ein weicheres Material, wahrscheinlich mit einer mechanischeren Basis, könnte Türen für biomedizinische Fortschritte öffnen. Die kollaborative Robotikarbeit verschiedener Disziplinen ist der Schlüssel, um dies zu erreichen.

Gele auf Wasserbasis

Eines der vielversprechendsten Materialien für die Soft-Robotik sind Gele auf Wasserbasis, von denen Forscher gezeigt haben, dass sie als Reaktion auf die Temperatur anschwellen oder schrumpfen und zur Schaffung intelligenter Strukturen verwendet werden können. Das Johns Hopkins-Team zeigte zum ersten Mal, wie das Anschwellen und Schrumpfen dieser Gele manipuliert werden kann, um Roboter auf ebenen Flächen zu bewegen oder sie in bestimmte Richtungen kriechen zu lassen.

Die Gelbots wurden durch 3D-Druck hergestellt und das Team sagt, dass sie leicht in Massenproduktion hergestellt werden könnten. Es gibt viele potenzielle Anwendungen, beispielsweise die Bewegung auf Oberflächen durch den menschlichen Körper, um gezielt Medikamente zu verabreichen. Sie könnten auch als Meeresroboter fungieren, indem sie die Meeresoberfläche überwachen und patrouillieren.

Gracias möchte den Gelbots nun beibringen, als Reaktion auf Variationen menschlicher Biomarker und Biochemikalien zu kriechen, andere Formen testen und Kameras und Sensoren in ihre Körper einbauen.