Eine matschige, krakenförmige Maschine mit einer Größe von weniger als 2 Zentimetern schlägt Wellen im Bereich der weichen Robotik. Der 'Octobot', der heute in Natur1 ist der erste in sich geschlossene Roboter, der ausschließlich aus weichen, flexiblen Teilen besteht.
Das Interesse an weichen Robotern ist gestiegen in den letzten Jahren als Ingenieure Schauen Sie über starre Terminator-Maschinen hinaus Entwürfe, die sich auf engstem Raum platzieren, sich an die Umgebung anpassen oder mit empfindlichen Objekten sicher umgehen können. Die Entwicklung weicher Versionen wichtiger Teile hat die Forscher jedoch herausgefordert. "Das Gehirn, die Elektronik, die Batterien - diese Komponenten waren alle hart", sagt die Robotikerin Daniela Rus vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. "Diese Arbeit ist neu und wirklich aufregend."
Der Octobot besteht aus Silikonkautschuk. Sein „Gehirn“ ist ein flexibler Mikrofluidikkreislauf, der den Fluss von flüssigem Kraftstoff mithilfe druckaktivierter Ventile und Schalter durch Kanäle leitet. "Es ist eine Analogie zu einem normalen Stromkreis", sagt Ingenieur Robert Wood von der Harvard University in Cambridge, Massachusetts, einer der Leiter der Studie. "Anstatt Elektronen herumzuleiten, leiten wir Flüssigkeiten und Gase weiter."
Ventile und Schalter im Gehirn des Roboters sind so positioniert, dass die Arme in zwei abwechselnden Gruppen ausgestreckt werden. Der Prozess beginnt, wenn Forscher Kraftstoff in zwei Reservoire injizieren, die jeweils einer Gruppe von vier Armen zugeordnet sind. Diese Reservoire dehnen sich wie Ballons aus und schieben Kraftstoff durch den Mikrofluidikkreislauf. Während Kraftstoff durch den Kreislauf fließt, schließen Druckänderungen einige Kontrollpunkte und öffnen andere, wodurch der Durchfluss auf jeweils nur die Hälfte des Systems beschränkt wird. Wenn diese Seite Kraftstoff verbraucht, sinkt ihr Innendruck, so dass Kraftstoff auf die andere Seite gelangt - die dann die erste Seite abklemmt und so weiter.
Das Gehirn des Roboters spricht mit seinen Gliedmaßen über im Körper eingebettete 3D-gedruckte Kanäle. Um den Körper zu schaffen, gossen die Forscher Silikonpolymere in eine krakenförmige Form. Anschließend injizierten sie mit einem 3D-Drucker spezielle Tinten, die ihre Form und Position im umgebenden Polymer beibehielten. Die Wissenschaftler erhitzten den Oktobot, um seine Struktur zu heilen, wodurch auch die Tinte verdunstete. Dabei blieb ein hohles Netzwerk zurück, das die Gliedmaßen des Oktobots infiltriert und mit seinem Gehirn verbunden ist.