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Der Maschenwurm nutzt die Peristaltik, um verschiedene Muskelsegmente zu kontrahieren und zu dehnen und sich so über den Boden zu bewegen. Bild über MIT
In den letzten Jahren haben die Ingenieure bei der Entwicklung modernster Roboter immer mehr auf die Natur geachtet. Von Vögeln und Insekten inspirierte fliegende Drohnen sind in den Himmel gestiegen, und auf Quallen basierende Schwimmroboter wurden für die Meere entwickelt.
Jetzt hat sich ein Team von Wissenschaftlern des MIT, von Harvard und der Seoul National University von einer anderen Art von Kreatur für einen Roboter der nächsten Generation inspirieren lassen: dem bescheidenen Regenwurm. Wie in einem kürzlich in der Fachzeitschrift Transactions on Mechatronics veröffentlichten Artikel dargelegt, hat eine Gruppe unter der Leitung von Professor Sangbae Kim ein Gerät namens "Meshworm" entwickelt, einen kleinen Roboter, der auf die gleiche Weise wie Würmer über den Boden kriecht Peristaltik.
Das Gerät wird von einer spiralförmigen künstlichen Muskelspule aus einer Titan-Nickel-Legierung angetrieben, die aus einem bestimmten Grund ausgewählt wurde: Sie dehnt sich beim Erhitzen und zieht sich nach dem Abkühlen in ihre ursprüngliche Form zurück. Die Ingenieure verwendeten eine interne Batterie und eine Platine, um verschiedene Muskelsegmente innerhalb des Maschenwurms mit einem schwachen elektrischen Strom zu versorgen und sie nacheinander zu erhitzen. Wenn jedes Segment erwärmt wird, dehnt es sich in der Länge aus, wodurch sich der Außenumfang des Netzes kurzzeitig zusammenzieht, und kehrt danach schnell zu seiner ursprünglichen Größe zurück. Da diese Bewegung in jedem Segment nacheinander erfolgt, erzeugt sie eine Kontraktionswelle, die es dem Maschenwurm ermöglicht, über den Boden zu kriechen.
All das mag kompliziert klingen, aber es sieht unnatürlich naturgetreu aus - Sie haben es wahrscheinlich hunderte Male in Ihrem Leben in der Natur gesehen. Neben Regenwürmern bewegen sich auch Schnecken und Seegurken über die Peristaltik, und unsere eigenen Magen-Darm-Trakte bewegen Lebensmittel mit demselben Mechanismus. Siehe Meshworm Move im MIT-Video unten:
Zusätzlich verfügt der Roboter über künstliche Muskeln, die sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite entlang seiner Länge verlaufen. Wenn einer dieser Muskeln erhitzt wird, zieht er das Gerät nach links oder rechts, sodass es beim Vorwärtsbewegen in beide Richtungen lenken kann. Der autonome Roboter kann so programmiert werden, dass er sich auf bestimmten Wegen ohne menschliches Eingreifen bewegt.
Der Maschenwurm hat eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft: Er ist nahezu unzerstörbar. Da das Gerät fast ausschließlich aus Weichteilen besteht, kann es gehämmert oder getreten werden, ohne dass es ernsthaft beschädigt wird. "Sie können es werfen, und es wird nicht zusammenbrechen", sagte Kim in einer MIT-Pressemitteilung. "Die meisten mechanischen Teile sind im kleinen Maßstab starr und zerbrechlich, aber die Teile in Meshworms sind alle faserig und flexibel."
Die Einsatzmöglichkeiten für die in diesem Gerät vorgestellten Konzepte sind vielfältig. Die Forschung wird von DARPA finanziert, einer Agentur des US-Verteidigungsministeriums, die neue militärische Technologien entwickelt, und einige spekulieren, dass der Roboter eines Tages in Aufklärungsmissionen eingesetzt werden könnte, da er über relativ große Entfernungen aus der Luft abgeworfen, abgefeuert oder geworfen werden könnte und lande ohne Schaden. Die Forscher stellen fest, dass eine solche Technologie nützlich sein könnte, um durch unwegsames Gelände zu navigieren und in kleine Räume zu passen. dies, zusammen mit der Tatsache, dass es leise und unauffällig arbeitet, verleiht der Vorstellung, dass es eines Tages als gruseliger Robo-Spion über den Boden kriecht, Glaubwürdigkeit.
Aber es könnte auch mehr gutartige Anwendungen geben. Kellar Autumn, Professor am Lewis and Clark College, der Biomechanik in der Robotik studiert, sagte dem MIT, dass Geräte, die dem Meshworm ähnlich sind, eines Tages für eine breite Palette von Anwendungen nützlich sein könnten, darunter sowohl Verbrauchertechnologie als auch medizinische Geräte wie Endoskope, Implantate und Prothesen. "Obwohl der Körper des Roboters viel einfacher als ein echter Wurm ist - er hat nur wenige Segmente -, scheint er eine beeindruckende Leistung zu haben", sagte Autumn. "Ich gehe davon aus, dass wir in den nächsten zehn Jahren bei vielen Produkten wie Mobiltelefonen, tragbaren Computern und Automobilen künstliche Muskeln sehen werden, die die Form verändern."
