Ein Team der Universität für Wissenschaft und Technologie in China hat unter der Leitung von Nikolaos Freris einen innovativen, von der Natur inspirierten Robotergreifarm entwickelt. Das als „SpiRobs“ bezeichnete System orientiert sich am Design von Tierbewegungen und kombiniert die Präzision menschlicher Hände mit der Flexibilität tierischer Gliedmaßen wie Elefantenrüsseln und Oktopustentakeln. Besonders hervorzuheben ist seine Fähigkeit, das 260-fache seines Eigengewichts zu tragen.
Informationen dazu finden sich in einer wissenschaftlichen Arbeit mit dem Titel „SpiRobs: Logarithmic Spiral-shaped Robots for Versatile Grasping Across Scales“ (PDF, 1,7 Mb; öffnet in neuem Fenster).
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Vielseitigkeit und Präzision in der Bewegung
SpiRobs kann dank eines ausgeklügelten Seilzugsystems, bestehend aus zwei oder drei Kabeln, komplexe Bewegungen wie Greifen, Wickeln und Ausdehnen ausführen. Der Roboter passt seinen Griffwinkel innerhalb eines konischen Bereichs von 15 Grad an und kann dadurch Objekte unterschiedlicher Durchmesser sicher greifen. Laut dem Forschungsteam liegt die Erfolgsquote bei diesen Aufgaben bei beeindruckenden 95 %.
Bei Demonstrationen zeigte der Greifarm seine Vielseitigkeit: Er hob empfindliche Gegenstände wie Eier und Erdbeeren, fing fliegende Tennisbälle und brachte sogar Pingpong-Bälle präzise ins Ziel. SpiRobs navigierte außerdem erfolgreich durch enge Bereiche und um Hindernisse, um Objekte zu bergen.
Einsatzmöglichkeiten in der Luft und potenzielle Anwendungen
In einer weiteren Entwicklungsstufe wurde der Robotergreifarm mit Drohnen kombiniert, um auch in der Luft vielseitig einsetzbar zu sein. Ein erfolgreiches Experiment bestand darin, einen mit Wasser gefüllten Eimer mithilfe der Drohne zu heben und zu transportieren. Dies deutet darauf hin, dass zukünftige Anwendungen denkbar sind, bei denen mehrere solcher Arme zusammenarbeiten, um größere Lasten zu bewegen – eine vielversprechende Perspektive für verschiedene industrielle Bereiche.
Herstellung und Materialeinsatz
Der SpiRobs-Greifarm wird mittels 3D-Druck gefertigt, wobei kostengünstige Materialien wie Polyurethan, Harz und Papier verwendet werden. Diese Wahl ermöglicht nicht nur eine einfache Skalierbarkeit des Designs – von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern –, sondern auch eine breite kommerzielle Verwendbarkeit. Ein bemerkenswerter Test zeigte, dass SpiRobs mit einer Spitze von nur 0,14 Millimetern Durchmesser eine Ameise aufnehmen konnte, ohne sie zu verletzen. Dies unterstreicht das Potenzial des Greifarms sowohl für präzise Laboranwendungen als auch für schwere industrielle Aufgaben.
Perspektiven für den 3D-Druck
Die Entwicklung des SpiRobs zeigt, wie durch den Einsatz von 3D-Druck neue Standards in der Robotik gesetzt werden können. Die flexible, kostengünstige Produktion und die beeindruckende Leistungsfähigkeit machen das System zu einem potenziellen Wendepunkt in der Robotikforschung und deren Anwendung in verschiedenen Industrien.
