Biorobotik: Forscher setzen lebende Organismen als Robotergreifer ein
Eine Rollassel und eine Käferschnecke ersetzen einen Robotergreifer. Die Tiere greifen reflexartig zu, was sich Forscher zunutze machen.
(Bild: Kenjiro TADAKUMA Mechanism G.)
Ein japanisches Wissenschaftsteam der Universitäten Yamagata, Keio und Tohoku hat in einem Projekt lebende Rollasseln und Käferschnecken verwendet, um sie als Robotergreifer einzusetzen. Dabei nutzen die Forschenden den natürlichen Greifreflex der Tiere aus.
Der Ansatz, den die Forschenden in ihrer wissenschaftlichen Studie "Biological Organisms as End Effectors", die aus Arxiv vorveröffentlicht ist, beschreiben, weicht von traditionellen Methoden für Robotergreifer ab. Körperteile, die zum Greifen genutzt werden können, werden nicht vom Organismus getrennt, sondern der gesamte lebende Organismus kommt zum Einsatz. Das bewahre das Leben und die Integrität des Lebewesens, so die Forscher.
Der Studie nach, eignen sich sowohl Rollasseln, die zur Familie der Armadillidiidae gehören, als auch im Meer lebende Käferschnecken dafür. Die Tiere werden dazu in kleine Gurtzeuge eingespannt – im Fall der Rollasseln ein 7 mm breites Gurtzeug mit einem Gewicht von 0,76 g, das die Tiere fixiert und an einem Roboterarm befestigt ist.
In einem Video zeigen die Forschenden, wie eine so eingespannte Rollassel reflexartig nach einem Wattestück greift, das ihr vorgehalten wird. Steuern lässt sich dieser Prozess allerdings nicht. Auch das Loslassen dauert etwas. Nach etwa zwei Minuten lässt die Assel wieder von der Watte ab.
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Für den Einsatz unter Wasser haben die Wissenschaftler eine Käferschnecke verwendet. Sie saugt sich an jedem Objekt fest, das ihr vorgehalten wird. Besonders bemerkenswert sei es, dass sie auch Objekte aus Kork und Holz halten kann. Herkömmliche Saugvorrichtungen sind dazu nicht in der Lage. Die Steuerung des Greifreflexes meinen die Forscher möglicherweise noch beeinflussen zu können. Dazu wollen sie den Umstand nutzen, dass die Tiere Licht meiden. Die Forschenden wollen nun untersuchen, ob die Bewegungen der Käferschnecken durch Laserstrahlen gesteuert werden können.
Tiere als biologischer Robotergreifer
Die Forscher haben noch weitere Lebewesen ausgemacht, die einen Greifreflex haben, der für die Robotik genutzt werden könnte. Darunter befinden sich etwa Geckos, Kraken und Frösche, deren Füße beziehungsweise Arme über Saugfähigkeiten verfügen. Auch Seegurken hätten Potenzial. Sie können zwischen starren und flexiblen Greifen wechseln, was den Greifer individuell einsetzbar mache. Bakteriengeißeln ließen sich zu Mikrohandhabungsmaschinen umfunktionieren, schwärmen die Wissenschaftler. Auch Pflanzen, wie etwa die Venusfliegenfalle oder der australische Sonnentau könnten als Greifvorrichtung genutzt werden.
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Zugleich betonen die Forscher, dass es nicht darum ginge, einen Ersatz für die Robotik zu schaffen, sondern einen Weg zu finden, der Robotik und Biologie vereint. Dabei müssen allerdings gewisse Regeln der Bioethik im Umgang mit den Tieren beachtet werden. Nach Angaben der Forscher sei bei ihren Experimenten kein Tier zu Schaden gekommen.
Die Verwendung von lebenden Tieren in der Robotik ist neu, tote Tiere wurden aber bereits genutzt. Texanische Forscher zweckentfremdeten etwa tote Spinnen als Robotergreifer in der Forschungsrichtung "Necrobotics".
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(olb)