Neue federartige modulare Geräte sollen die Leistung lebender Muskelfasern optimieren und ihren Einsatz beim Antrieb von Biohybridrobotern ermöglichen.
Ingenieure am Massachusetts Institute of Technologie (MIT) haben ein federartiges Gerät vorgestellt, das den Bau muskelbetriebener Roboter revolutionieren soll. Es entsteht ein vielseitiges Skelett Modulen, entwickelt, um die beispiellose Effizienz des Muskelgewebes für die Roboterbetätigung zu nutzen. Traditionell sind Muskelfasern für ihre überlegene Kraft und Präzision im Vergleich zu synthetischen Gegenstücken sowie für ihre Fähigkeit zur Selbstheilung und Stärkung durch körperliche Betätigung bekannt. Diese biologischen Fähigkeiten haben Ingenieure dazu inspiriert, „Biohybrid“-Roboter zu entwickeln, die muskelbasierte Aktuatoren mit künstlichen Gerüsten kombinieren, um verschiedene Funktionen wie Gehen, Schwimmen und Greifen auszuführen.
Trotz der Vielfalt biohybrider Roboterdesigns blieb bis zur Einführung der „Flexur“ eine universelle Strategie zur Optimierung der Muskelnutzung in der Robotik schwer zu finden. Dieses Gerät ist so konstruiert, dass es die muskelinduzierte Bewegung maximiert, vergleichbar mit der Kalibrierung des optimalen Gewichts für eine Beinpresse. Durch die Anbringung eines Rings aus Muskelgewebe an der Beugestelle beobachteten die Forscher eine Verfünffachung der Dehnung im Vergleich zu früheren Konstruktionen, was einen deutlichen Sprung in der Effizienz der Muskelbetätigung durch Roboter ankündigte.
Diese Biegung ist als grundlegender Baustein gedacht, der den Zusammenbau verschiedener künstlicher Skelette ermöglicht. Diese können dann mit Muskelgewebe ausgestattet werden, um Roboter zu natürlichen, kraftvollen Bewegungen zu animieren. Diese Biegungen ähneln einem Skelett für Roboter und ermöglichen die Umwandlung von Muskelbetätigungen in präzise, multidirektionale Bewegungen. Dies unterstreicht das Potenzial der Plattform, die Entwicklung robuster, muskelbetriebener Roboter zu inspirieren, die in der Lage sind, komplizierte Aufgaben auszuführen.
Das Team sieht die Anwendung dieser Technologie bei der Entwicklung fortschrittlicher Robotersysteme vor, darunter chirurgische Roboter, die minimalinvasive Eingriffe durchführen können. Durch die Nutzung der angeborenen Stärken biologischer Aktuatoren ebnet diese Forschung den Weg für die Entwicklung kleinerer, effizienterer Roboter, die eine Synergie aus biologischer und mechanischer Technik verkörpern.