Roboter sind zunehmend auf dem Höhepunkt der Welle. Sie sind bereits in die Fabriken eingedrungen und bereiten sich darauf vor, auf ihren Beinen in unsere Häuser einzudringen.
Zunehmend nutzen wir sie jedoch, um in abgelegene Umgebungen zu gelangen, die Menschen nicht erreichen können, beispielsweise auf dem Meeresgrund oder im fernen Weltraum. Um sich dorthin zu wagen, brauchen sie nicht nur Energie und Mittel, um dorthin zu gelangen, sie müssen auch in der Lage sein, für sich selbst zu sorgen. In der Praxis: selbstreparierend.
Dafür ein Team unter der Leitung von Rob Schäfer, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell Engineering, hat optische Sensoren mit einem Verbundmaterial kombiniert, um einen weichen Roboter zu schaffen, der erkennt, wann und wo er verletzt wurde, und sich dann selbst heilt.
Wie selbstreparierende Roboter geboren werden
Die wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel „Autonome optische Sensoren zur Schadensheilung in intelligenten Soft-Systemen“, in der die von Shepherd und Kollegen erzielten Ergebnisse vorgestellt werden, wurde am 7. Dezember in Science Advances veröffentlicht. Ich verlinke es dir hier.
„Unser Labor versucht, Roboter widerstandsfähiger und agiler zu machen, damit sie länger und mit größerer Kapazität arbeiten“, sagt Shepherd.
Die Phasen der Studie
Der erste Schritt für eine solche Reparatur besteht darin, dass der Roboter erkennen kann, dass tatsächlich etwas repariert werden muss.
Zu diesem Zweck hat Shepherds Organic Robotics Lab dehnbare optische Sensoren entwickelt. In der neuesten Studie kombinierten die Forscher die Sensoren mit Elastomeren, die in der Lage sind, die erlittenen Schäden zu „heilen“.
Das Ergebnis SCHILDE, „selbstheilende Lichtleiter“, die eine zuverlässige dynamische Erfassung bieten, resistent gegen Beschädigungen sind und sich bei Raumtemperatur ohne externes Eingreifen von Schnitten selbst heilen können.
Um die Technologie zu demonstrieren, installierten die Forscher das SHeaLDS in einem weicher Roboter, eine Art vierbeiniger Seestern. Die Forscher durchbohrten sechs Mal eine seiner Pfoten, und der Roboter erkannte den Schaden und „heilte“ sich in etwa einer Minute von selbst. Darüber hinaus passte der sich selbst reparierende Roboter seinen Fortschritt basierend auf den erkannten Schäden selbstständig an.
Selbstreparierende Roboter, gibt es Schwächen?
Eines vor allem, ich mache es kurz: Das Material ist zwar widerstandsfähig, aber trotzdem nicht unzerstörbar.
„Es hat ähnliche Eigenschaften wie menschliches Fleisch“, sagte Shepherd. „Es heilt nicht gut von Verbrennungen oder Säureeinwirkung, weil sich seine chemischen Eigenschaften ändern. Aber er macht einen tollen Job bei den Schnitten.“
Shepherd plant, SHeaLDS mit maschinellen Lernalgorithmen zu integrieren, die taktile Ereignisse erkennen. In der Praxis besteht der Weg darin, „einen sehr widerstandsfähigen Roboter zu schaffen, der über selbstreparierende Außenflächen verfügt, die empfindlich auf die äußere Umgebung reagieren“. Mit einem Wort: Leder.
Ein weiterer Schritt in Richtung Roboter, die uns ähnlicher sind.
