Wissenschaftler entwickeln neuen Antrieb für weiche Roboter, der extremen Bedingungen standhält
Forscher haben einen innovativen Antrieb für weiche Roboter entwickelt, der beeindruckende Eigenschaften aufweist und Temperaturen von −40°C bis 120°C sowie niedrigen Druck übersteht. Dieser Antrieb hat erfolgreich Tests in der Stratosphäre in Höhenlagen über 23 km bestanden, was neue Möglichkeiten für den Einsatz solcher Roboter im Weltraum eröffnet.
Wissenschaftler haben einen neuen Antrieb für weiche Roboter entwickelt, der bemerkenswerte Eigenschaften aufweist und extremen Bedingungen standhält. Der Antrieb kann Temperaturen von −40°C bis 120°C bewältigen und funktioniert auch bei niedrigem Druck. Diese Entwicklung wurde in der Stratosphäre auf einer Höhe von über 23 km getestet, was neue Möglichkeiten für den Einsatz solcher Roboter im Weltraum eröffnet.
Die Nachrichtenagentur Interesting Engineering berichtet über die Ergebnisse dieser Forschung. Die Forscher konzentrierten sich auf die Entwicklung eines Antriebs, der es weichen Robotern ermöglicht, unter Bedingungen zu arbeiten, in denen herkömmliche Komponenten aufgrund plötzlicher Temperatur- und Druckänderungen schnell versagen. Dies ist besonders relevant für Umgebungen wie die Stratosphäre oder den offenen Weltraum.
Die Grundlage dieser neuen Entwicklung bildet ein speziell behandelter Silikonelastomer, der seine Flexibilität bewahrt und gleichzeitig extremen Bedingungen standhält. Weiche Roboter gelten aufgrund ihrer Leichtigkeit, Flexibilität und Sicherheit als vielversprechend für die Luftfahrtindustrie und für Hochaltitudeforschung, da sie sicher mit empfindlicher Ausrüstung interagieren können.
Der neue Antrieb gehört zur Kategorie der dielektrischen elastomerischen Antriebe, die elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandeln. Diese Antriebe werden bereits in der weichen Robotik weit verbreitet eingesetzt, hatten jedoch zuvor den Nachteil der Unzuverlässigkeit unter schwierigen Bedingungen. Die Forscher haben dieses Problem gelöst, indem sie eine neue Methode zur Verbindung der Moleküle im Material verwendet haben.
Insbesondere wurde zur Schaffung stärkerer Bindungen im Silikon ultraviolettes Licht und ein platinbasierter Katalysator eingesetzt. Dieser Ansatz ermöglichte eine signifikante Verbesserung der Materialbeständigkeit gegenüber Belastungen und Temperaturänderungen. Unter Laborbedingungen zeigte das neue Material eine Funktionsfähigkeit bei Temperaturen von −40°C bis 120°C und in nahezu vollständigem Vakuum, was die oberen Schichten der Atmosphäre oder den Weltraum simuliert.
Nach den Laborversuchen wurde der Antrieb in weiche robotische Greifarme integriert, die anschließend während Flügen mit Ballons getestet wurden. Diese Systeme funktionierten erfolgreich in der Stratosphäre auf Höhen über 23 km, wo sehr niedriger Druck und kalte Temperaturen herrschen. Die Ergebnisse der Experimente zeigen, dass solche Antriebe zuverlässig unter weltraumähnlichen Bedingungen arbeiten können, was neue Horizonte für den Einsatz weicher Roboter in Hochaltitudenforschung und Weltraummissionen eröffnet.
Die Forscher äußerten auch die Hoffnung, dass dieser Ansatz auf andere Silikonmaterialien angewendet werden kann, um deren Festigkeit und Kompatibilität mit 3D-Drucktechnologien zu verbessern. Dies könnte die Einsatzmöglichkeiten weicher Roboter in verschiedenen Bereichen, einschließlich der Weltraumforschung, weiter erweitern.