Humanoide Roboter, die sich im Bedarfsfall in ein Auto, ein Flugzeug oder gegebenenfalls auch in eine überdimensionale Kanone verwandeln können: Das war die Grundidee der Zeichentrickserie "The Transformers", die mittlerweile auch erfolgreiche Ableger im Kinoformat hervorgebracht hat.
So weit ist die Technik freilich noch nicht, aber immerhin: "Schmalspur-Transformers" sind schon jetzt Realität, wie ein Team um Rob Wood von der Harvard University im Fachblatt "Science" berichtet.
Hitze führt zur Entfaltung
Der neuartige Roboter besteht aus Papier und dem Kunststoff Polystyrol, aus dem etwa auch CD-Hüllen gemacht werden. Im Zentrum trägt er einen elektronischen Schaltkreis, der als Hirn des Roboters dient.
Spezielle Scharniere verformen sich bei Hitze in zuvor programmierten Winkeln. Für den eigenen Aufbau erhitzt der Roboter die Scharniere in einer bestimmten Reihenfolge auf rund 100 Grad Celsius. Dadurch faltet er sich nach und nach aus einem flachen Bogen in die eigentliche Form.
Die Studie
"A method for building self-folding machines", Science (8.8.2014; doi: 10.1126/science.1252610).
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Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell: 8.8., 13:55 Uhr.
Nach etwa vier Minuten ist das Polystyrol wieder abgekühlt und hart. Der Roboter kriecht dann mit Hilfe zweier Motoren davon. Er erreicht dabei eine Geschwindigkeit von 5,4 Zentimetern pro Sekunde und kann sich selbstständig umdrehen. Der gesamte Prozess benötigt nicht mehr elektrische Energie als in einer herkömmlichen AA-Batterie (Mignon-Zelle) enthalten ist.
Origami-Prinzip
"Wir haben ein komplettes elektromechanisches System entworfen, das in eine flache Platte eingebettet wurde", betont Sam Felton, der Erstautor der Studie. Für die Konstruktion ließen sich die Forscher von der japanischen Papier-Falttechnik Origami inspirieren.
Seth Kroll, Wyss Institute
Eine 3D-Designsoftware namens "Origamizer" generierte die passenden Falten im Plastik, entlang derer es sich schließlich in die Roboterform faltete. "Wir haben festgestellt, dass wir so eine große Vielfalt von Strukturen und Maschinen kreieren können", so Felton.
"Roboter-Satelliten denkbar"
Der neue Roboter ist ihm zufolge der erste, der sich selbst aufbauen und sich ohne menschliche Hilfe fortbewegen kann. Die Technik eröffne Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen, betonen die Forscher. "Stellen Sie sich einen Stapel Roboter-Satelliten vor, die zusammengepresst in den Weltraum geschickt werden und sich dort selbst aufbauen", schreibt Felton in einer Mitteilung der Harvard University.
Denkbar seien auch Rettungsroboter, die nach Erdbeben im flachen Zustand in Hohlräume geschickt werden, wo sie sich entfalten und nach Verschütteten suchen. Ebenso könnte die Technik laut den Forschern dazu dienen, selbst aufbauende Möbel zu konstruieren oder selbst entfaltende Schutzräume für Katastrophengebiete.
Wobei der Vollständigkeit halber hinzugefügt werden könnte: Wenn derlei Utopien Aussicht auf Realisierung haben, dann natürlich auch Anwendungen, die in die Kategorie "Dystopie" fallen. Sollten dereinst Hilfsroboter zum Einsatz kommen, dann wären wohl auch Maschinen denkbar, die nicht für das Wohl anderer konstruiert wurden. Die Studie wurde unter anderem mit Mitteln des amerikanischen "Air Force Office of Scientific Research" unterstützt.
science.ORF.at/dpa
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