Wenn die Biene Maja das wüsste: Sind Mini-Roboter bald genauso stark wie echte Insekten? (Bild-Quelle: beeboys über Adobe Stock)

Das Wichtigste auf einen Blick:

Forscher der Cornell University haben einen winzigen Insekten-ähnlichen Roboter entwickelt, der bis zu 56 Zentimeter hoch springen kann.
Der Roboter wird von vier Aktuatoren an seinen Füßen angetrieben, die kleine Explosionen durch die Verbrennung von Methan und Sauerstoff erzeugen.
Die Anwendungsmöglichkeiten für einen solchen Mini-Roboter sind vielfältig. Denkbar ist etwa die Erkundung enger Räume in Gefahrensituationen zur Rettung von Menschen.

Ein Roboter von der Größe eines Insekts, der in die Höhe springen und das 22-Fache seines Eigengewichts tragen kann?

Einen solchen Mini-Roboter haben Wissenschaftler jetzt entwickelt.

Wie funktioniert der erstaunliche Mini-Roboter und wie könnte er unser aller Leben bereichern - oder sogar retten?

Mini-Roboter mit Bärenkräften

Hinter der Erfindung stecken der Werkstoffingenieur Robert Shepherd respektive sein Doktorand Cameron Aubin und einige seiner Universitäts-Kollegen. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im wissenschaftlichen Fachblatt »Science« veröffentlicht.

Dabei stellen die Studienautoren fest: Eine der größten Herausforderung beim Bau von Mikro-Robotern ist die Bereitstellung von Energie und deren Umwandlung in mechanische Kräfte.

Einfacher gesagt lautet die Frage: Wie gelingt es, einen winzigen Roboter zu bauen, in dem ein noch kleinerer Antrieb zwecks Bewegung verbaut ist?

Denn, so kommen die Autoren ebenfalls überein: Insekten vollbringen enorme Kraft- und Ausdauerleistungen. Das ist insbesondere in Anbetracht ihrer winzigen Statur umso erstaunlicher.

Bislang missglückte es meist, Roboter auf Insektengröße zu bauen, die den kleinen Krabblern ebenbürdige Leistungen vollbringen.

Die Studienautoren haben diese schwierige Aufgabe nun scheinbar gemeistert, wie auch die folgenden beiden Bilder nahelegen:

Vor dem Sprung Nach dem Sprung

Was ist ein Aktuator?

Der Roboter wird über vier sogenannte Aktuatoren betrieben, die an den Füßen des Roboters angebracht sind. Aktuatoren sind Antriebselemente, sie übersetzen elektrische Signale in mechanische Bewegungen. Aktuatoren aus dem Alltag ermöglichen beispielsweise das Hoch- und Runterfahren von Fensterscheiben im Auto.

Im Falle der Aktuatoren des Mini-Roboters funktioniert das so: Ein Gasgemisch aus Methan und Sauerstoff wird in die Füße geleitet und anschließend mit dem Strom einer Batterie gezündet. Daraufhin reagiert das Gas zu Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Durch diesen Vorgang wird Energie über eine kleine Explosion freigesetzt. Aubin vergleicht die Funktionsweise des Aktuators mit einem Kolben.

Dank dieser Mini-Explosionen erreicht der Roboter seine hohe Sprunghöhe und kann ein Vielfaches seines eigenen Gewichts tragen.

Das sagt Aubin über den Antrieb:

»[Er] sieht aus wie eine Trommel. Er besteht aus einem hohlen Zylinder, auf dem eine elastische Silikon-Kautschuk-Schicht angebracht ist«

Dieser Mini-Roboter ist also winzig klein, wiegt kaum etwas und kann mit seinem Antrieb mit kleinsten Explosionen größere Entfernungen zurücklegen. Das ist beeindruckend, aber wozu könnte ein solcher Apparat in Zukunft nützlich sein?

Denkbar sind Rettungseinsätze oder Erkundungstouren in schwer zugänglichen Bereichen. Ob eine Weiterentwicklung dieser Technik dienlich sein könnte, um zum Beispiel Staubsaugerrobotern das Springen treppauf beizubringen, bleibt spekulativer Natur. Die Vorstellung hat aber etwas.

Vorerst wird für Saugroboter aber wohl noch längere Zeit bei Treppen Schluss sein. Welche vergleichsweise günstigen Modelle sich besonders lohnen, haben wir für euch getestet:

4 Staubsaug-Roboter unter 500 Euro getestet – Welchen Unterschied macht der Preis?

Versetzen euch solche wundersamen Erfindungen aus der Welt der Wissenschaft in Staunen? Denkt ihr, mit einer solchen Erfindung könnten auch bald Staubsaugerroboter ausgestattet werden, um etwa die Hürde Treppenstufe zu nehmen? Oder seid ihr womöglich selbst in der Wissenschaft tätig und tüftelt gerade an einer ähnlichen Gerätschaft? Schreibt uns dazu, wie immer, gerne in die Kommentare.