Weicher Roboter krabbelt dank Elektrohydraulik

Innovation chinesischer Forscher funktioniert mit einzigartigem Antrieb auf dem Land und im Wasser

Öl: Es bringt einen weichen Roboter zum Krabbeln (Foto: Domenico Marcozzi, pixabay.com)

Schanghai (pte014/11.07.2025/13:55)

Krabbeln und Schwimmen sind kein Problem für einen neuartigen weichen Roboter, der flexibel für Erkundungen eingesetzt werden kann. Wissenschaftler des Staatlichen Labors für mechanische Systeme und Schwingungen der Fakultät für Maschinenbau an der Shanghai Jiao Tong University haben ihn mit einem einzigartigen Antrieb ausgestattet: einer Elektrohydraulik, die Flossen antreibt.

Mehr Anpassungsfähigkeit

"Im Gegensatz zu herkömmlichen starren Robotern verfügen weiche Roboter über eine bessere Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und mehr Sicherheit", so Fuyi Fang, der das Entwicklerteam leitet. "Die elektrohydraulische Antriebstechnologie ist einer der Durchbrüche der letzten Jahre im Bereich der weichen Roboter. Sie ist energieeffizienter und geräuschärmer als konventionelle Antriebe."

Der weiche elektrohydraulische Aktuator ist ein versiegelter Beutel, der mit Silikonöl gefüllt ist. Auf den Seiten sind einander gegenüberliegende Kohlenstoffelektroden angebracht. Wenn ein Hochspannungssignal angelegt wird, ziehen sich die positiven und negativen Elektroden an, drücken das Silikonöl im Inneren zusammen und bewirken, dass sich der Aktuator ausdehnt und seine Flossen einen Schlag tun. Wird die Spannung aufgehoben, nimmt der Beutel seine Original-Form wieder an und die Flossen kehren auf die Ausgangsposition zurück. Durch dieses Design wird elektrische Energie geschickt in hydraulische Energie umgewandelt, die in mechanische Bewegung umgewandelt wird.

Die Forscher haben den Aktuator mit einem Skelett versehen, das die Ausdehnungsbewegung in einer Biegebewegung umsetzt. Das entworfene Skelett hat eine Flossenform mit Spitzen an den vorderen Enden, wodurch sich der Roboter sowohl an terrestrische als auch an aquatische Umgebungen anpassen kann.

Symmetrisch angeordnete Flossen

"Mit drei symmetrisch angeordneten, weichen, elektrohydraulischen Flossen kann unser Roboter verschiedene Fortbewegungsarten realisieren, darunter Krabbeln an Land, Krabbeln unter Wasser und Schwimmen im Wasser", so Fang.

Bei einer Hochspannungsfrequenz von sechs Hertz, was sechs Flossenschlägen entspricht, erreicht der Roboter an Land eine Geschwindigkeit von 2,9 Zentimetern pro Sekunde. Unter Wasser reduziert sich die Schlagzahl auf 1,6 Hertz. Damit kommt er, am Seegrund krabbelnd, 3,2 Zentimeter pro Sekunde weit. Im Schwimm-Modus sind es sogar 5,9 Zentimeter pro Sekunde. Einsatzfähig ist er bei Temperaturen von minus 20 bis plus 70 Grad Celsius.

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