Weiche Roboter

Linzer Forscherinnen und Forscher haben ein elastisches Material aus Gelatine und anderen essbaren Zutaten entwickelt, das ausreichend stabil ist, um mit elektronischen Bauteilen kombiniert zu werden,, d. h., dieses Biogel eröffnet neue Wege in Richtung „weicher Roboter“.

In einem Bericht der OÖN vom 15. Juni 2020 heißt es: „Bisher konnten die Ansprüche an Materialien, die es im Bereich der weichen Robotik, dehnbarer Elektronik oder bei neuartigen medizinischen Anwendungen braucht, nur von Werkstoffen erfüllt werden, die aus fossilen Rohstoffen gefertigt wurden. (…) Angesichts der steigenden Mengen an Müll, der mit elektronischen Geräten einher geht, gehört die Nachhaltigkeit bei technischen Entwicklungen mittlerweile „zu den größten Herausforderungen unserer Zeit. Bei der Anwendung von sogenannter weicher Robotik denken die Forscher vor allem an die Bereiche Pflege, Rehabilitation oder Medizin, wo also die Technik direkt mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommt, wenn etwa mittels tragbarer Sensoren Körperfunktionen überwacht werden. Hier hätten gummiartige Materialien, die noch dazu biologisch verträglich – also ungiftig – sind, großes Potenzial. Gleichzeitig dürfen sich etwa die elastischen Eigenschaften der Trägermaterialien für die neue Technik auch möglichst mit der Zeit nicht verschlechtern. Das schafften die Forscherinnen und Forscher nun mit einer Mischung aus Gelatine, Lösungsmitteln und verschiedenen Zuckerarten. Damit erzielten sie Ergebnisse, die sonst nur Silikon-Elastomere erbringen. Ein weiterer Vorteil gegenüber diesen ist, dass die Linzer Mixtur nach der Anwendung im Biomüll entsorgt werden könne. Dazu kommt, dass das Material Wasser beinhaltet und daher mit anderen wasserlöslichen Materialen wechselwirken kann, es aber selbst kaum durch die Anwesenheit anderer Flüssigkeiten verändert werde. Das mache das Biogel etwa zum vielversprechenden Träger von elektronischen Analysegeräte, die direkt auf der Haut getragen werden können, ohne dass diese die Beweglichkeit einschränken. Im Bereich der Robotik hat das Forschungsteam einen künstlichen Elefantenrüssel gebaut, der sich von einem elektrischen Exoskelett umfasst Hunderttausende Male hin und herbewegen lässt, ohne dabei kaputt zu werden. Für die Wissenschaftler reichen die Möglichkeiten für den Einsatz ihres Gels von sicheren Kinderspielzeugen, technischer Unterstützung in der medizinischen Rehabilitation bis hin zu Greifhänden, etwa für Ernteroboter, die nach ihrem Einsatz bedenkenlos entsorgt werden können. Das Material zeichnet sich auch durch einfache Verarbeitung bei geringen Produktionskosten aus und soll nun durch die Verarbeitung mit industriellen Fertigungsmethoden noch belastbarer werden. In weiterer Folge sollen auf dieser Basis dann „komplexere Roboter mit Sensorhäuten“ entstehen.“

Link: https://www.jku.at/en/institute-of-experimental-physics/soft-matter-physics/about-us/