Der autonome Roboter "Mama Bear" von Forschern des College of Engineering der Boston University um Keith Brown entwickelt im Versuch-und-Irrtum-Verfahren Module zur Absorption von Stössen, die so effektiv sind, dass Menschen sie nicht so hinbekommen würden. Im Labor der Ingenieure formt er unermüdlich Strukturen aus unterschiedlichen Materialien, von denen er annimmt, dass sie Schocks gut wegstecken, beispielsweise kleine Gebilde, die empfindliche Güter auf dem Transport vor Schäden schützen.
Jedes Teil, das der Roboter per 3D-Druck herstellt, vermisst dieser akribisch und testet es anschliessend auf seine Wirksamkeit. Dazu übt er einen Druck aus, der dem eines Pferdes entspricht, das eine Münze in den Boden presst. Dabei erfasst die Maschine, wie viel Energie die Struktur absorbiert hat, wie sich ihre Form durch den Druck verändert hat, und speichert jedes Detail in einer umfangreichen Datenbank.
Dann lässt er das zerquetschte Objekt in eine Box fallen und ermittelt mögliche Verbesserungen. Auf dieser Basis druckt er einen neuen Schockabsorber, der sich in der Regel nur geringfügig in Design und Abmessungen von seinem Vorgänger unterscheidet, aber aufgrund des Algorithmus des Roboters und Daten aller früheren Experimente verbessert ausfällt. Experiment für Experiment werden die 3D-Strukturen besser darin, den Aufprall zu absorbieren, wenn sie Stösse abbekommen.
Es gibt unzählige Verwendungsmöglichkeiten für etwas, das Energie effizient absorbieren kann, zum Beispiel zum Schutz von Elektronik, die um die Welt transportiert wird, oder für Knieschoner und Handgelenkschützer für Sportler. "Man könnte diese Datenbibliothek nutzen, um zum Beispiel bessere Stossstangen für Autos oder Verpackungsmaterial herzustellen", sagt Brown.
Um optimal zu funktionieren, müssen die Strukturen ein perfektes Gleichgewicht finden: Sie dürfen nicht so fest sein, dass sie das, was sie schützen sollen, beschädigen, sollten aber stark genug sein, um Stösse zu absorbieren. Vor Mama Bear war die beste Struktur, die je beobachtet wurde, zu etwa 71 Prozent energieabsorbierend, sagt Brown. Sein Roboter hat mittlerweile 75 Prozent erreicht. Die Rekordstruktur sieht anders aus, als die Forscher erwartet hatten: Sie hat vier Spitzen, die wie dünne Blütenblätter geformt sind, und ist höher und schmaler als die ersten Entwürfe.
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