Ingenieure der North Carolina State University haben eine konfigurierbare, würfelförmige Struktur, einen so genannten Transformator-Bot, entwickelt.(Bildnachweis: Foto mit freundlicher Genehmigung von Jie Yin, NC State University)
Ein neu entwickelter „Transformator“-Roboter mit der Fähigkeit, seine Form zu verändern, könnte eines Tages zum Bau von Lebensräumen im Weltraum eingesetzt werden.
Ingenieure der North Carolina State University (NC State) haben eine würfelförmige Struktur aus Kunststoff entwickelt, die sich mit nur drei aktiven Motoren in mehr als 1.000 Konfigurationen verwandeln kann. Theoretisch bietet ihr Design – das weitgehend von der Papierfaltkunst Origami inspiriert wurde – eine effizientere Möglichkeit, Montagestrukturen in den Weltraum zu schicken, wo sich der Roboter dann „verwandeln“ könnte, um verschiedene Zwecke zu erfüllen, einschließlich des Tragens einer Last, heißt es in einer Erklärung der NC State.
„Wir denken, dass sie als einsatzfähige, konfigurierbare Weltraumroboter und Habitate verwendet werden können“, sagte Antonio Di Lallo, Mitautor der Studie und Postdoktorand am NC State, in der Erklärung. „Es ist modular, so dass man es flach in den Weltraum schicken und als Schutzraum oder Habitat zusammenbauen und dann wieder abbauen kann.“
Die Transformer-Bots des Teams bestehen aus 36 3D-gedruckten hohlen Kunststoffwürfeln, die mit drehbaren Scharnieren zusammengebaut sind. Einige der Scharniere sind mit Metallstiften befestigt, während andere drahtlos mit einem Motor aktiviert werden. Die Forscher waren in der Lage, die Roboterstrukturen in verschiedene Formen zu verwandeln, von Tunneln und Brücken bis hin zu mehrstöckigen Architekturen.
„Die Frage, die wir uns stellen, ist, wie man eine Reihe vielseitiger Formen mit einer möglichst geringen Anzahl von Aktuatoren erreichen kann, die die Formveränderung antreiben“, sagte Jie Yin, Mitautor der Studie und außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der NC State University, in derselben Erklärung. „Hier verwenden wir ein in der Natur beobachtetes hierarchisches Konzept – wie geschichtete Muskelfasern – aber mit Kunststoffwürfeln, um einen transformierenden Roboter zu schaffen.“
Die Transformationsroboter können sich bei der Formveränderung vorwärts, rückwärts und seitwärts bewegen. Die Bots können sich relativ schnell von einer flachen, d. h. völlig offenen, in eine kastenartige, größere Würfelform oder eine völlig geschlossene Struktur verwandeln. Außerdem können sie eine Last tragen, die etwa das Dreifache ihres Eigengewichts beträgt, und eine schräge Fläche hinauffahren, heißt es in der Erklärung.
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„Wir wollen eine robustere Struktur schaffen, die größere Lasten tragen kann“, sagte Yanbin Li, Mitautor der Studie und Postdoktorand an der NC State University, in der Erklärung. „Wenn wir zum Beispiel die Form eines Autos haben wollen, wie können wir dann die erste Struktur entwerfen, die sich in die Form eines Autos verwandeln kann? Wir wollen unsere Strukturen auch mit realen Anwendungen wie Weltraumrobotern testen.“
ihre Ergebnisse wurden am 26. Juli in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
