Ein neu entwickelter „Transformator“-Roboter mit der Fähigkeit, seine Form zu ändern, könnte eines Tages zum Bau von Lebensräumen im Weltraum eingesetzt werden.
Ingenieure der North Carolina State University (NC State) haben eine würfelförmige Kunststoffstruktur geschaffen, die sich mit nur drei aktiven Motoren in mehr als 1.000 Konfigurationen verwandeln lässt. Theoretisch bietet ihr Design – das größtenteils von der Papierfaltkunst des Origami inspiriert wurde – eine effizientere Möglichkeit, zusammengesetzte Strukturen in den Weltraum zu schicken, wo sich der Roboter dann „verwandeln“ könnte, um verschiedene Zwecke zu erfüllen, darunter auch das Tragen einer Last zu einer NC State-Erklärung.
„Wir glauben, dass diese als einsetzbare, konfigurierbare Weltraumroboter und Lebensräume genutzt werden können“, sagte Antonio Di Lallo, Co-Erstautor der Studie und Postdoktorand im US-Bundesstaat North Carolina, in der Erklärung. „Es ist modular aufgebaut, sodass man es flach in den Weltraum schicken und als Unterschlupf oder Lebensraum zusammenbauen und dann wieder zerlegen kann.“
Die Transformator-Bots des Teams bestehen aus 36 3D-gedruckten hohlen Kunststoffwürfeln, die mit drehbaren Scharnieren zusammengebaut sind. Einige der Scharniere sind mit Metallstiften fixiert, andere werden kabellos mit einem Motor aktiviert. Den Forschern gelang es, 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 der geringsten Anzahl von Aktoren erreichen kann, die die Formänderung antreiben“, sagte Jie Yin, Co-Autor der Studie und außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der NC State die gleiche Aussage. „Hier verwenden wir ein in der Natur beobachtetes hierarchisches Konzept – wie geschichtete Muskelfasern – aber mit Plastikwürfeln, um einen transformierenden Roboter zu schaffen.“
Verwandt: Könnten diese großen, erweiterbaren Lebensräume der Menschheit helfen, den Mond und den Mars zu besiedeln?
Während sie ihre Form verändern, können sich die Transformer-Bots vorwärts, rückwärts und seitwärts bewegen. Die Bots können sich relativ schnell von flach oder vollständig geöffnet in einen kastenartigen größeren Würfel oder eine vollständig geschlossene Struktur verwandeln. Sie können laut Aussage auch eine Last tragen, die etwa dem Dreifachen ihres Eigengewichts entspricht, und eine geneigte Fläche hinauffahren.
„Wir wollen eine robustere Struktur schaffen, die größeren Lasten standhalten kann“, sagte Yanbin Li, Co-Autor der Studie und Postdoktorand im US-Bundesstaat North Carolina, in der Erklärung. „Wenn wir zum Beispiel die Form eines Autos wollen, wie entwerfen wir dann die erste Struktur, 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.
