Bionik: Roboter bewegt sich nach Art eines Salamanders

Video29. Juni 2016, 14:41
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Entwicklung von Schweizer Forschern ahmt beim Laufen und Schwimmen die Muster seines natürlichen Vorbilds nach

Bern – Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben einen neuen Roboter entwickelt, der exakt nachahmt, wie ein Salamander läuft und schwimmt. Der Pleurobot besteht aus 3D-gedruckten Knochen, motorisierten Gelenken und einem "Nervensystem" aus elektronischen Schaltkreisen.

Es ist nicht der erste Roboter dieser Art, den Auke Ijspeert und sein Team gebaut haben. Aber keiner der Vorgänger habe die dreidimensionale Bewegung eines Tiers so exakt nachgeahmt, so die Forscher. Den Pleurobot stellen die Forscher im Fachblatt "Royal Society Interface" vor.

école polytechnique fédérale de lausanne (epfl)

Die Wissenschafter benutzten als Ausgangsmaterial Röntgenvideos eines Spanischen Rippenmolchs (Pleurodeles waltl), der verschiedene Bewegungen im Wasser oder an Land ausführte. Dabei verfolgten sie 64 Punkte entlang seines Skeletts.

"Das Neue ist unsere Herangehensweise an die Konstruktion von Pleurobot", so Ijspeert. Dabei ging es darum, sowohl die Knochenstruktur in vereinfachter Form nachzubauen als auch die Bewegung dreidimensional nachzuahmen. Der Roboter hat weniger Knochen und Gelenke als sein reales Vorbild: Statt 40 Wirbeln hat er nur elf Segmente entlang seiner Wirbelsäule – die mindestens nötige Anzahl, wie die EPFL-Forscher berechnet haben.

Komplexes Zusammenspiel

Ein Roboter, der so exakt die tierische Bewegung nachahmt, könnte helfen, die hinter verschiedenen Bewegungen steckenden Prozesse besser zu verstehen. Zum Beispiel wie Rückenmark, Körper und Umwelt zusammenwirken.

Neurobiologen hatten in früheren Studien gezeigt, dass elektrische Stimulation des Rückenmarks darüber entscheidet, ob der Salamander läuft, kriecht oder schwimmt. Bei schwacher Stimulation läuft das Tier, ab einer gewissen Stärke des Signals beginnt es jedoch zu schwimmen. Pleurobot ahmt diese Eigenschaften nach.

Die Grundlagen des Zusammenspiels zwischen dem Rückenmark und der Bewegung des Körpers zu verstehen, könnte dereinst helfen, neue Therapien oder Neuroprothesen für gelähmte Patienten zu entwickeln, ist Ijspeert überzeugt. Das Konzept von Pleurobot ließe sich außerdem auf andere "Bioroboter" übertragen, die den Neurowissenschaften und der biomechanischen Forschung dienen könnten. (APA, red, 29. 6. 2016)

  • Der Pleurobot: die Minimalversion eines Salamanders.
    foto: konstantinos karakasiliotis & robin thandiackal, biorob, epfl, 2013

    Der Pleurobot: die Minimalversion eines Salamanders.

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