Forschende entwickeln weichen, sich zusammenrollenden Roboter

Auf der Suche nach ständig besseren Robotern lassen sich Forschende gerne von Tieren inspirieren. Schliesslich brachte die Evolution ja bereits zahlreiche Lösungen für verschiedenste Probleme hervor. 

So zeigte die EPFL 2020 etwa eine Drohne, die wie ein Habicht fliegt. Forschende der EMPA und des Imperial College London entwickelten 2022 ein Roboter-Drohnen-Doppelpack mit einer vom Schiffshalter-Fisch inspirierten Saugscheibe. Auch um Unterwasserumgebungen auszukundschaften, setzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Roboter, die sich an Fischen orientieren. Zu Beginn dieses Jahres präsentierte die EPFL eine Drohne, die sich wie eine Fledermaus über Echolokation zurechtfindet. Und seit Sommer vergangenen Jahres dreht der hundeähnliche Roboter Anymal des Schweizer Start-ups Anybotics seine Runden durch Rechenzentren von Digital Realty.

Die überlappenden Schuppen eines Schuppentieres. (Source: Joxerra Aihartza - Nire argazki-bilduma / Wikimedia Commons / Free Art License)

Das jüngste Beispiel kommt aus Deutschland. Für ihren Roboter bestaunten Forschende des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme das Schuppentier - auch bekannt als Tannenzapfentier. Es sind die einzigen Säugetiere, die vollständig mit harten Schuppen bedeckt sind, wie das Institut schreibt. Die Schuppen bestehen aus Keratin - also aus demselben Material wie menschliche Haare und Nägel. Die harten Schuppen sind direkt mit der darunterliegenden weichen Hautschicht verbunden.

Die Forschenden waren jedoch insbesondere davon fasziniert, wie Schuppentiere blitzschnell ihren Körper zusammenrollen können. Ist Gefahr im Anmarsch, machen sich die Tiere einfach zu einer schuppigen Kugel, um so auszuharren, bis die Bedrohung wieder vorbei ist. 

Das Robo-Schuppentier

Das Wissenschaftsteam nahm sich das Tier als Vorbild und entwickelte Roboter. Dieser kombiniere ebenfalls weiche und harte Komponenten und könne trotzdem im Handumdrehen zur Kugel werden, schreibt das Institut. Der Schuppenroboter kann aber einen Trick, den das Schuppentier nicht beherrscht: Der Roboter kann bei Bedarf gezielt Wärme absondern.

Der Roboter besteht aus einem rund 2 Zentimeter grossen, rechteckigen Plättchen. Dieses ist aus zwei Schichten gebildet: einer harten Schicht aus überlappenden Metallelementen und einer weichen Polymerschicht, die mit kleinen Magnetpartikeln versehen ist. 

(Source: Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme)

Steuern kann man den Roboter über Magnetfelder. Setzt man den Roboter einem Feld mit niedriger Frequenz aus, rollt sich der Roboter zusammen. So kann man ihn beliebig hin und her bewegen, ohne umliegendes Gewebe zu verletzen. In dieser Form könne der Roboter beispielsweise Medikamente durch den Körper transportieren. In einem Magnetfeld mit hoher Frequenz erhitzt sich der Roboter auf über 70 Grad. Dies ist etwa bei der lokalen Behandlung von Thrombosen, Blutungen oder Tumorgewebe nützlich. 

Wie es in der Mitteilung heisst, sind derartige Roboter selten. Das Robo-Schuppentier sei allerdings vielversprechend für die moderne Medizin. Er könnte eines Tages minimalinvasiv und schonend selbst die engsten und sensibelsten Regionen im Körper erreichen und behandeln.