Inspiriert vom Nervensystem des Oktopus haben Wissenschaftler einen Roboter entwickelt, der durch die Wahrnehmung seiner Umgebung entscheiden kann, wie er sich bewegt oder Objekte greift.
Credits:
Tianqi Yue
Das Team der Fakultät für Naturwissenschaften und Ingenieurwesen der Universität Bristol hat einen einfachen, aber intelligenten Roboter entwickelt, der mithilfe von Luft- oder Wasserströmen Saug- und Bewegungsvorgänge koordiniert, so wie es Kraken mit Hunderten von Saugnäpfen und mehreren Armen tun.
Die heute in der Fachzeitschrift Science Robotics veröffentlichte Studie zeigt, wie ein Softroboter Saugkraft nicht nur zum Anhaften an Gegenständen nutzen kann, sondern auch seine Umgebung wahrnimmt und seine eigenen Aktionen steuert – genau wie ein Oktopus. Ein einziges Saugsystem ermöglicht es dem Roboter, empfindliche Gegenstände zu greifen, zu erkennen, ob sie Luft, Wasser oder eine raue Oberfläche berühren, und sogar vorherzusagen, wie stark etwas an ihm zieht – und das alles gleichzeitig und ohne einen zentralen Computer.
Der Hauptautor Tianqi Yue erklärte: „Letztes Jahr haben wir einen künstlichen Saugnapf entwickelt , der die Art und Weise nachahmt, wie Kraken mithilfe von weichen Materialien und Wasserdichtigkeit an Felsen haften.
„Diese Forschung führt diese Arbeit weiter, von der Verwendung eines Saugnapfs wie bei einem Oktopussauger zur Verbindung mit Objekten bis hin zur Verwendung von ‚verkörperter Saugintelligenz‘ – der Nachahmung wichtiger Aspekte der neuromuskulären Struktur des Oktopus in weichen Robotersystemen.“
Die Saugintelligenz funktioniert auf zwei Ebenen: Durch die Kopplung des Saugflusses mit lokalen Fluidkreisläufen können Softroboter eine krakenähnliche Intelligenz auf niedrigem Niveau entwickeln, die das sanfte Greifen empfindlicher Objekte, adaptives Einrollen und das Umschließen von Objekten unbekannter Geometrie ermöglicht. Durch die Dekodierung der Druckreaktion eines Saugnapfes können Roboter eine hochentwickelte Wahrnehmung entwickeln, die Kontakterkennung, die Klassifizierung der Umgebung und Oberflächenrauheit sowie die Vorhersage interaktiver Zugkräfte umfasst.
Diese einfache und kostengünstige Saugintelligenz könnte zu einer neuen Generation von Softrobotern führen, die sicherer, intelligenter und energieeffizienter sind. Mögliche Einsatzmöglichkeiten sind das schonende Ernten von Obst in der Landwirtschaft, der Umgang mit zerbrechlichen Gegenständen in Fabriken, die Verankerung medizinischer Instrumente im menschlichen Körper oder die Entwicklung von Plüschtieren und tragbaren Werkzeugen, die sicher mit Menschen interagieren können.
