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Klug verdrahtet : Ein weiches Gehirn für Roboter

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Durch und durch weich: dieser Roboterwurm wird von einem weichen Computersystem gesteuert. Bild: Garrad et al., Sci. Robot. 4, eaaw6060 (2019)

Bisher wurden Soft Robots noch von herkömmlichen Computern gesteuert. Nun haben Wissenschaftler eine weiche Alternative entwickelt.

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          Weiche Roboter sind flexibler, anpassungsfähiger und sanfter als ihre Artgenossen aus hartem Metall. Sie sind daher besonders gut geeignet, wenn es auf Feinfühligkeit ankommt. Bisher wurden die „Soft Robots“ aber von einem herkömmlichen Rechner gesteuert, da noch kein „weiches“ Computersystem verfügbar war.

          Hier berichtet eine Forschergruppe der University of Bristol in der Zeitschrift „Science Robotics“ nun von Fortschritten. Inspiriert vom menschlichen Blutkreislauf, entwickelten sie einen Computer allein aus weichen Materialien, der Informationen über seine künstlichen Adern verarbeitet. Durch diese fließt in ganz bestimmten Abständen eine leitende Flüssigkeit wie Salzwasser und ein isolierender Stoff wie Luft. An der Aderwand sind gegenüberliegend zwei Elektroden angebracht. Strömt nun Salzwasser durch die Ader, werden die Elektroden verbunden, und es fließt Strom; bei Luft geschieht nichts. So verwandelt sich das Muster der Flüssigkeit in einen binären Code.

          Es entsteht ein komplexes System aus Adern, Elektroden und Dioden

          Mehrere Elektrodenpaare können verschieden angeordnet werden – parallel oder in Reihe geschaltet, separat verbunden oder nicht. Je nach Kombination können die verschiedenen Logikgatter, die Grundbausteine eines digitalen Rechners, abgebildet werden. Für komplexere Funktionen entwickelten Jonathan Rossiter und sein Team eine Diode, die den elektrischen Output eines Elektrodenpaars durch Hitze in mechanischen Druck umwandelt, welcher wiederum als Input für ein anderes Elektrodenpaar dienen kann. So entsteht ein komplexes System aus Adern, Elektroden und Dioden, mit dem eine breite Klasse rekursiver Funktionen berechnet werden kann.

          Die Wissenschaftler führen ihre Innovation unter anderem an der Steuerung eines Roboterwurms vor. Bis diese tatsächlich zum Einsatz kommt, dürfte es allerdings eine Weile dauern. Noch existieren komplexere Systeme nur in der Theorie. Zudem darf sich die Flüssigkeit in den Adern nicht vermischen. Sie fließt daher bisher nur sehr langsam durch den Kreislauf.

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