Zwei der weltweit kleinsten kabellosen Land-Luft-Roboter, entwickelt von einem Team aus Forschern der Tsinghua-Universit?t in Beijing. 2. Januar 2025. (Foto: Tsinghua-Universit?t/ver?ffentlicht von Xinhua)

Für den Einsatz von Robotern in erweiterten Szenarien ist es entscheidend, dass sie gehen, rennen, springen, fliegen, klettern und ihre Form ver?ndern k?nnen.

Ein Team aus Forschern der Tsinghua-Universit?t in Beijing hat einen winzigen Aktor in Form eines dünnen Films entwickelt, mit dem Mikroroboter ihre Form ver?ndern und sich an spezifische Umgebungen anpassen k?nnen – ?hnlich den Transformern aus dem berühmten Kinofilm –, was ihre Anpassungsf?higkeit an die Umwelt deutlich erh?ht. Der Durchbruch wurde online in der führenden Fachzeitschrift ?Nature Machine Intelligence“ ver?ffentlicht.

?Durch die Kombination dieses Aktors mit unserer von Lego inspirierten Designstrategie haben wir den weltweit kleinsten und leichtesten kabellosen Land-Luft-Mikroroboter entwickelt, der in der einschl?gigen Literatur bekannt ist. Er ist neun Zentimeter lang und wiegt 25 Gramm“, sagt Zhang Yihui von der Tsinghua-Universit?t und dem State Key Laboratory of Flexible Electronics Technology.

Aktoren, die ?Herzen“ von Mikrorobotern, sind Baueinheiten, mit denen Formver?nderungen gesteuert werden k?nnen.

?Die Entwicklung von kabellosen ultrakompakten Mikrorobotern, die die F?higkeit haben, sich an komplexe Umgebungen anzupassen, ist eine besondere Herausforderung“, erkl?rt Zhang.

Existierende Aktoren, die kleiner als fünf Zentimeter sind, haben Schwierigkeiten mit kontinuierlichen Formver?nderungen und dem Innehalten in einer Position, was die Miniaturisierung und kabellose Steuerung multimodaler Roboter erheblich einschr?nkt.

Durch ein innovatives synergistisches Material-Struktur-Design hat das Team von Zhang einen Miniatur-Aktor entwickelt, der nur wenige Millimeter gro? ist. Dieser dient als ?Verwandlungsskelett“ und kann funktionelle Komponenten wie Sensoren und Antriebe zum Bau komplexer robotischer Systeme aufnehmen.

Dieser Aktor kann elektrisch so gesteuert werden, dass er sich kontinuierlich in jede beliebige Form verwandelt und die verformte Konfiguration beibeh?lt, was mit früheren kleinen Aktoren nur schwer zu erreichen war.

?Mithilfe der von Lego inspirierten Designstrategie haben wir einen kabellosen Mikroroboter für den Boden- und Lufteinsatz konstruiert, der sich in der Luft und am Boden agil bewegen kann und am Boden eine Geschwindigkeit von bis zu 1,6 Metern pro Sekunde erreichen kann“, sagt Zhang.

Darüber hinaus entwickelte das Team einen 4,5 Zentimeter hohen und 0,8 Gramm schweren Mini-?Transformer“-Aktor mit mehr als zehn Aktoren sowie einen multifunktionalen Roboter auf R?dern, der sich in die Modi ?Sportwagen“, ?Auto mit Flügeln“ und ?Van“ verwandeln kann.

Inspiriert von Grashüpfern und anderen Insekten, haben die Forscher natürliche Formen und Fortbewegungsf?higkeiten in ihre Entwürfe integriert.

Diese Arbeit liefert neue Ideen und Wege für die Entwicklung von Mikrorobotern. ?Zu den zukünftigen Anwendungen geh?ren Ger?tediagnostik, geologische Untersuchungen und Eins?tze in gef?hrlichen Umgebungen“, sagt Zhang. ?Der Aktor kann auch in bioelektronischen Ger?ten eingesetzt werden und erm?glicht so die Entwicklung von implantierbaren medizinischen Ger?ten und haptischen Schnittstellen für VR und AR.“