Wie weit kann ein Roboter von der Größe Ihres Daumens springen? Wenn Sie glauben, die Antwort sei „nicht viel“, sollten Sie noch einmal darüber nachdenken. Ein Team derHarvard Universität von Professor geleitet Robert J. Holz hat einen Mikro-Insektenroboter mit einer erstaunlichen Sprungfähigkeit entwickelt: 1,4 Meter oder das 23-fache seiner Körperlänge.
Das Geheimnis dieser Leistung? Ein künstlicher „Schwanz“, inspiriert von winzigen Lebewesen namens Springschwänze, Sechsfüßer, die zwar wie Insekten aussehen, aber eigentlich zu einer anderen Gruppe gehören. In der Natur gelten die winzigen, selten länger als zwei Millimeter werdenden Tiere als wahre Springmeister. Und dank der Biomimetik lernen Insektenroboter jetzt ihre Tricks und eröffnen Erkundungsmöglichkeiten, die bis vor kurzem noch wie Science-Fiction erschienen wären.
Das Geheimnis des Sprunges liegt im „Schwanz“
Springschwänze sind, wie bereits erwähnt, winzige Lebewesen, die das Unterholz bevölkern und sich von verrottender organischer Materie ernähren. So ausgedrückt klingen sie fast abstoßend. Aber nein: die Biomimetik Er hat immer großartigen Unterricht für uns.
Trotz ihrer mikroskopischen Größe (nur 2 Millimeter) sind sie in der Lage, beeindruckende Sprünge von bis zu 102 Millimetern zu machen, was etwa dem 50-fachen ihrer Körperlänge entspricht.
Ihre Superkraft liegt in einem schwanzartigen Anhängsel namens Furchen. Diese Struktur, die normalerweise unter dem Körper gefaltet ist und durch ein weiteres Element, das sogenannte Retinaculum, funktioniert wie eine gespannte Feder. Wenn der Springschwanz seine Furcula loslässt, schnappt diese mit voller Kraft auf den Boden und katapultiert das kleine Tier innerhalb von Millisekunden in die Luft.
Harvard-Ingenieure replizierten diesen Mechanismus, indem sie ihn in einen bestehenden Roboter namens HAMR (Akronym für Harvard Ambulatory MicroRobot). Dieses kleine, gerade einmal 4,4 Zentimeter lange Wunderwerk der Technik war bereits in der Lage, sich auf vier Beinen mit einer Geschwindigkeit von 8,4 Körperlängen pro Sekunde fortzubewegen.
Ein leichter und effizienter Pullover
Das beim Insektenroboter verwendete künstliche Gabelbein besteht aus einem Schubarm, der unter dem hinteren Teil des Körpers durch ein System paralleler Verbindungen gehalten wird, die aus unter Spannung stehenden Aktuatoren aus Formgedächtnislegierungen bestehen. Wenn dieser Arm elektronisch freigegeben wird, schlägt er mit Kraft auf den Boden, und projiziert den Roboter in nur 14 Millisekunden nach oben.
In Labortests erreichte das 2,2 Gramm schwere Roboterinsekt eine maximale horizontale Sprungdistanz von 1,4 Metern. Mit dem zusätzlichen Querlenker misst der Roboter 6,1 Zentimeter, also Dieser Sprung entspricht 23 Körperlängen.
Diese Leistung übertrifft die Sprungdistanz jedes anderen Insekts gleicher Größe, obwohl sie nur halb so weit reicht wie die eines anderen, zuvor entwickelten Sprungroboters ähnlicher Größe. Allerdings wiegt dieser andere Roboter 20 Mal mehr als der HAMR modifiziert, wodurch es deutlich weniger energieeffizient wird.
Insektenroboter, eine Zukunft der Erforschung
Es ist wichtig zu beachten, dass HAMR er kann immer noch laufen wie früher. Die Fähigkeit zu springen könnte für Aufgaben wie das Überqueren von Lücken, das Überwinden von Hindernissen oder sogar das Anstoßen an leichte Hindernisse, um diese zu bewegen, nützlich sein.
Mögliche zukünftige Einsatzmöglichkeiten für die Nachkommen dieses Insektenroboters? Untersuchen Sie gefährliche Gebiete, suchen Sie bei Katastrophen nach Überlebenden, die in Trümmern eingeschlossen sind, und erkunden Sie andere Planeten. Ein ziemlicher Sprung, daran besteht kein Zweifel.
