Einen in alle Richtungen beweglichen Roboterarm, der ohne Motor auskommt, auf der japanischen Papierfalttechnik Origami beruht und den Tentakeln des Tintenfisches nachempfunden ist, haben Forscher der Ohio State University (OSU) und des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) entwickelt. Der Antrieb befindet sich in Form eines veränderbaren Magnetfelds ausserhalb des Roboterarms.
Das Team um Shuai Wu vom OSU-Institut für Mechanik und Luftfahrt-Engineering war unzufrieden mit dem Gewicht und der Dimension heute eingesetzter Roboterarme. Als Hauptursachen erkannten sie die schweren Antriebsmotoren und mechanischen Gelenke. Mit Magneten und Magnetfeldern, die diese beeinflussen, müsste es doch auch gehen, glaubten die Forscher und machten sich an die Arbeit.
Sie entwarfen nach Origami-Vorbild Segmente, die sich aus sechseckigen, weichen Siliziumplatten mit eingebetteten magnetischen Partikeln zusammensetzen und verbanden sie mit Kunststoffgelenken. So entstand ein Arm aus zwölf Segmenten, um den sie ein variables Magnetfeld legten. Da jedes Segment seine eigenen magnetischen Partikel hatte, konnten die Forscher jedes einzelne individuell steuern, indem sie die Parameter des Magnetfeldes änderten. Damit gelangen Bewegungen in alle Richtungen.
Durch Feintuning des Magnetfeldes gelang es auch, die Länge des Roboterarms zu ändern, indem sich die Segmente wie der Faltenbalg eines Akkordeons zusammenzogen. Die Forscher können den Arm somit sehr feinfühlig steuern, indem sie die Manipulation des Magnetfeldes einem Computerprogramm überlassen. Die gewünschten Bewegungen lassen sie so mithilfe einer Art Spielekonsole steuern.
Bereits bei diesem Entwicklungsstand kann der Arm Gegenstände packen, indem er sie wie der Arm eines Oktopus umschlingt. Noch flexibler wird er, wenn an seinem Ende ein Greifer montiert wird, glauben die Entwickler. Allerdings müssten sie sich dann noch eine Technik ausdenken, wie dieser Greifer bewegt werden kann. Allzu kräftig ist der Arm nicht. Das ist laut Wu jedoch nicht ausschlaggebend. Wichtiger sei es, dass er präzise agieren kann, was beispielsweise bei medizinischen Anwendungen wichtig sei.
