Ein amerikanisch-chinesisches Forschungsteam hat einen insektengrossen
Roboter konstruiert, der nicht nur hinsichtlich der Geschwindigkeit mit
seinen biologischen Vorbildern vergleichbar ist. Er lässt sich auch
ebenso schwer ausser Gefecht setzen.
Mobilität und Robustheit sind die beiden Herausforderungen,
deren Bewältigung sich die Wissenschaftler von der University
of California at Berkeley, der Tsinghua University und der Beihang
University vorgenommen hatten. Gemessen an der Körpergrösse
zählten Insekten zu den schnellsten Lebewesen der Erde, schreiben sie
in Science Robotics. Derzeitiger Rekordhalter sei die Milbe Paratarsotomus
macropalpis, bei der über 300 Körperlängen pro Sekunde
gemessen worden seien.
Ganz so schnell ist ihr Roboter nicht, lässt mit seinen 20
Körperlängen pro Sekunde aber alle anderen Roboter seiner
Grössenklasse hinter sich und kann durchaus mit Kakerlaken
mithalten. Das 3 Zentimeter lange und 1,5 Zentimeter breite Laufwunder
besteht aus einer flachen Scheibe des piezoelektrischen Materials
Polyvinylidenfluorid (PVDF), die mit einem elastischen Kunststoff
beschichtet und an der Vorderseite mit einem Bein ausgestattet
ist. Beim Anlegen eines Wechselstroms biegt und streckt sich die
Scheibe in der Frequenz des Stroms und der gesamte Mechanismus bewegt
sich vorwärts. Ähnlich wie bei einer Kakerlake vollzieht der
Massenschwerpunkt des Roboters dabei eine wellenartige Bewegung.
Der Roboter ist nicht nur schnell, sondern auch kräftig. Im
Laborexperiment konnte er Steigungen bis zu 15,6 Grad mit einer
Körperlänge pro Sekunde bewältigen. Bei einem Eigengewicht
von 0,064 Gramm konnte der Roboter eine Erdnuss und damit das Sechsfache
seines eigenen Körpergewichts transportieren und erreichte immer
noch etwa drei Körperlängen pro Sekunde.
Wohl am beeindruckendsten ist aber die Robustheit des kleinen Roboters.
"Vielleicht haben Sie schon erlebt, dass sie den Fuss etwas hin und
her drehen müssen, wenn Sie auf eine Kakerlake treten", sagt
Berkeley-Professor Liwei Lin. "Ansonsten kann sie überleben und
rennt weg." Aufgrund ihres weichen Panzers könne eine Kakerlake
eine Belastung mit dem 900-fachen ihres eigenen Körpergewichts
ohne Schädigung überstehen. Das wird durch den Roboter um ein
Vielfaches überboten: Er hat mit dem Tritt eines 59,5 Kilogramm
schweren Menschen sogar das Millionenfache des eigenen Gewichts
ausgehalten - und ist danach einfach weitergelaufen.