Robotik: Verformbares Gewebe wird zum Aktor

Forscher an der Purdue Universität in West Lafayette im US-Bundesstaat Indiana haben ein Gewebe entwickelt, das sich verformen kann. Es soll als Aktor für weiche Roboter, aber auch in Kleidungsstücken eingesetzt werden.

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Robotisches Gewebe: Durch die Fäden aus einer Formgedächtnislegierung kann ein Schaumstoffblock verformt werden. (Foto: Rebecca Kramer/Purdue University)

Das Gewebe besteht aus Baumwolle, in die Sensoren aus einem elastischen Polymer sowie Fäden aus Metall eingewoben sind, die aus einer Formgedächtnislegierung bestehen. Wird Spannung an diese angelegt, kehren sie in ihre spiralförmige Ausgangsform zurück, wodurch sich das Gewebe verformt.

Gewebe als Aktor

Die Wissenschaftler haben das Gewebe als Aktor um einen Schaumstoffblock gewickelt. Unter Spannung verbiegt sich dann der Schaumstoffblock oder wird in der Mitte zusammengequetscht. Dadurch kann beispielsweise eine Fortbewegung nach dem Vorbild einer Raupe erzeugt werden.

Auf diese Wiese könnten Softroboter geschaffen werden, die sich beispielsweise in enge Spalten zwängen können. "Wir können aus dem Stegreif Roboter bauen", erklärt Rebecca Kramer. "Alles kann zu einem Roboter werden, weil die Robotertechnik im Gewebe oder in der Haut steckt."

Kleidung für Piloten oder Astronauten

Eine andere Anwendungsmöglichkeit ist Funktionskleidung: Aus dem Gewebe könnten beispielsweise Anzüge für Piloten oder Astronauten hergestellt werden, die die Auswirkungen der Beschleunigung lindern sollen.

Außerdem können in den Stoff Polymerfäden mit einem Formgedächtnis integriert werden, die durch Temperatur ihre Steifigkeit verändern: Werden sie erwärmt, werden sie weich. Die Polymerfäden sind mit einer Formgedächtnislegierung umwickelt, die sich durch elektrischen Strom erwärmt und so das Polymer elastisch macht. Ein solches Gewebe könnte beispielsweise für medizinische Klammern verwendet werden.

Anders als die meisten anderen robotische Gewebe, die derzeit entwickelt werden, hätten diese sowohl Aktorik als auch Sensorik integriert, sagt Kramer. Die Fäden würden mit herkömmlichen Nähtechniken verarbeitet, könnten also ohne weiteres in der Textilherstellung verwendet werden.