Fr, 17. November 2017

Flach wie Papier

07.08.2014 20:00

Origami-Roboter faltet sich selbst zusammen

US-Forscher haben einen Roboter konstruiert, der sich aus einer flachen Lage Papier und Plastik selbst zusammenfaltet und dann eigenständig davonläuft. Das Team um Rob Wood von der Harvard-Universität in Cambridge im US-Staat Massachusetts präsentierte seine Entwicklung jetzt im Fachblatt "Science".

Der neue Roboter ist demnach der erste, der sich selbst aufbauen und dann ohne menschliche Hilfe eine Handlung ausführen kann. Die Technik eröffne Perspektiven für eine Vielzahl von Anwendungen, betonen die Forscher. "Stellen Sie sich einen Stapel Roboter-Satelliten vor, die zusammengepresst in den Weltraum geschickt werden und sich dort selbst aufbauen", erläuterte Hauptautor Sam Felton in einer Mitteilung der Harvard-Universität.

Denkbar sind auch Rettungsroboter, die nach Erdbeben im flachen Zustand in Hohlräume geschickt werden, wo sie sich selbst zusammenfalten und nach Verschütteten suchen. Ebenso könnte die Technik dazu dienen, selbst aufbauende Möbel zu konstruieren oder selbst entfaltende Schutzräume für Katastrophengebiete. Insbesondere bietet die Methode eine günstige und schnelle Alternative zu herkömmlichen Konstruktionsverfahren.

Faltet sich selbst zusammen
Der neuartige Roboter besteht aus Papier und dem Kunststoff Polystyrol, aus dem etwa auch CD-Hüllen gemacht werden. Im Zentrum trägt er einen elektronischen Schaltkreis, der als Hirn des Roboters dient. Spezielle Scharniere verformen sich bei Hitze in zuvor programmierten Winkeln. Für den eigenen Aufbau erhitzt der Roboter die Scharniere in einer bestimmten Reihenfolge auf rund 100 Grad Celsius. Dadurch faltet er sich nach und nach aus einem flachen Bogen in die eigentliche Form (siehe Video).

Nach etwa vier Minuten ist das Polystyrol wieder abgekühlt und hart. Der Roboter kriecht dann mithilfe zweier Motoren davon. Er erreicht dabei eine Geschwindigkeit von 5,4 Zentimetern pro Sekunde und kann sich selbstständig umdrehen. Der gesamte Prozess benötigt nicht mehr elektrische Energie, als in einer herkömmlichen AA-Batterie enthalten ist.

Origami als Vorbild
"Hier haben wir ein komplettes elektromechanisches System entworfen, das in eine flache Platte eingebettet wurde", betont Felton. Für die Konstruktion ließen sich die Forscher von der japanischen Papier-Falttechnik Origami inspirieren. Eine 3D-Designsoftware namens "Origamizer" generierte die passenden Falten im Plastik, entlang derer sich der Roboter schließlich in seine Form faltet. "Wir haben festgestellt, dass wir so eine große Vielfalt von Strukturen und Maschinen kreieren können", berichtete Felton.

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