Soft-Roboter: Luftdruck statt Elektronik

Soft-Roboter der Zukunft werden nicht mehr von elektronischen Schaltkreisen gesteuert, sondern von pneumatischen. Das sind Röhren- und Kammernsysteme, in dem Druckluft fließt, sagen Forscher der University of California. Das reduziere den Energieverbrauch und den Platzbedarf für die Steuerungselemente und sei für die Anwendung am Menschen angenehmer. Doch was ist von dem Pneumorobot zu halten?

So sieht der neue pneumatische Arbeitsspeicher aus (Foto William Grover)

Soft-Roboter von heute

In weichen Robotern von heute wird Druckluft verwendet, um weiche, gummiartige Gliedmaßen und Greifer zu bewegen. Die Luft wird von elektronischen Ventilen und herkömmlichen Computern gesteuert. Diese elektronischen Teile erhöhen Kosten und Größe von weichen Robotern und schränken ihre Machbarkeit ein, schildern die Wissenschaftler die Ausgangslage. Hier wollten sie Abhilfe schaffen und möglichst ganz auf Elektronik verzichten. Stattdessen entwickelten sie einen pneumatischen Chip als Arbeitsspeicher

Wie ein pneumatischer Chip funktioniert

Als Anregung für ihren pneumatischen Chip wählten die Forscher Bauteile aus dem Bereich der Mikrofluidik. Darunter wird eine Mikrotechnologie verstanden, bei der es um den exakten Transport von winzigen Flüssigkeits- oder Gasmengen durch feinste Röhrchen geht. Verwendet wird die Technologie, um beispielsweise gezielte chemische Reaktionen auszulösen. Bei ihrem pneumatischen Chip ging es den Forschern allerdings nicht um den Transport, sondern um das Definieren von Eins und Null. Und das ist im Nachhinein ganz einfach: So entspricht in einem pneumatischen Chip die digitale „Eins“ einer Kammer, in der ein Vakuum herrscht, die digitale „Null“ einem luftgefüllten Raum. Auch der Zugang zu den Kammern wird durch pneumatische Ventile gewährt oder verweigert.

Pneumatischer Roboter macht Musik

Durch die Variation von atmosphärischem Druck und Vakuum innerhalb der Kanäle auf dem RAM-Chip konnte der erste Roboter der pneumatischen Generation Töne, Akkorde und sogar ein Lied auf einer elektronischen Orgel spielen. Gut, es ist noch kein Kunstgenuss, der Kollege muss halt noch ein bisschen üben. Aber es klappt grundsätzlich und eröffnet Zukunftsperspektiven. So könnten Roboter, die diese Technologie verwenden, besonders gut geeignet sein für den Einsatz an Menschen, meinen die Entwickler. Aufgrund der Weichheit des Roboters sind Verletzungen weitgehend unwahrscheinlich.

Und hier Video, das Hände des Roboters am Keyboard zeigt. https://youtu.be/FnG7ApR5GS0

Foto: Pneumatischer Arbeitsspeicher (c) W. Grover

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