Biomimetik: Dieser Roboter kann über das Wasser laufen

Wissenschaftler von der Harvard Universität und der Staatlichen Universität in Seoul (SNU) haben einen kleinen Roboter entwickelt, der dem natürlichen Vorbild der Wasserläufer ziemlich ähnelt. Das Roboter-Insekt ist ebenfalls in der Lage auf dem Wasser zu laufen und sich, ohne einzusinken, von der Oberfläche abzustoßen. Der Mini-Roboter ist nur zwei Zentimeter groß und wiegt lediglich 70 Milligramm. Die Wissenschaftler filmten die Fortbewegung von Wasserläufern mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Die Analyse fungierte als Basis für die Entwicklung des Roboterinsekts. Die kleinen Roboter könnten in Zukunft Sensoren über die Wasseroberfläche transportieren oder mit Sensoren ausgestattet die Qualität überprüfen, GPS-Punkte markieren und vieles mehr.

Mini-Roboter verfügt über vier Beine aus Draht und kann über Wasser laufen

Insekten-Roboter verfügt über bemerkenswerte Eigenschaften

Die Wissenschaftler schreiben in der Fachzeitschrift Science über die neue Entwicklung. Beim Mini-Roboter kommen vier lange Beine zum Einsatz, die mit einem super-hydrophoben Material beschichtet sind. Am Ende sind die Beine jeweils nach oben gebogen. Die Beine ähneln denen eines Flohs. Ein speziell ausgeloteter Katapultmechanismus sorgt dafür, dass der mechanische Wasserläufer sich auf der Wasseroberfläche fortbewegen kann. Der Roboter wurde im Pop-up“-Verfahren gebaut. Dabei werden Roboter aus einer Grundplatte mit einem Laser herausgeschnitten. Die Form selbst hängt dann an Scharnieren weiterhin an der Grundplatte fest. Der Vorteil bei diesem, bereits vor einigen Jahren entwickelten, Herstellungsprozess ist, dass viele kleine Roboter binnen kürzester Zeit produziert werden können.

Als Fazit halten die Wissenschaftler fest, dass der neu kreierte Wasserroboter ziemlich gut funktioniert und dem natürlichen Vorbild in nichts nachsteht. Auf die Wasseroberfläche übt der Roboter eine Kraft von 140 Millinewtonmeter aus. Bei vier Millinewtonmeter mehr würde die Wasseroberfläche durchbrochen werden. Die Optimierungen an die Gegebenheiten der Wasseroberfläche wurden so effizient vorgenommen, dass der Mini-Roboter besser vom Wasser abspringen kann als vom festen Boden. Bei einer Absprungeschwindigkeit von 1,6 Meter pro Sekunde, springt das Roboter-Insekt bis zu 14 Zentimeter hoch. Das ist beachtlich.

Zukünftige Einsatzfelder

Zusammen mit den Kollegen von Mobilegeeks wurden zukünftige Einsatzszenarien für die Roboter-Insekten erwogen. Möglich wäre zum einen, dass größere Exemplare mit vergleichbaren Eigenschaften als Transportmittel fungieren könnten. Allerdings böten sich die kleinen Wasser-Roboter auch in der Mini-Version an beispielsweise Mess-Sensoren zu transportieren oder selbst als Sensoren zu fungieren, die beispielsweise die Wasserqualität überprüfen.

Mini-Roboter im Video