WISSENSCHAFT UND BILDUNG


Forscher von John Hopkins University entwickeln Roboterschlange

Baku, 19. Februar, AZERTAC

Ob die Flügel von Vögeln, die Netze von Spinnen oder die Aerodynamik von Pinguinen: Die Natur hat dem Menschen schon oft als Vorbild für technische Erfindungen gedient. Maschinenbauer der renommierten Johns-Hopkins-Universität im US-Bundesstaat Maryland widmen sich jetzt einem ganz besonderen Tier: Sie haben einen Roboter entwickelt, der sich wie eine Schlange bewegt.

In einer neuen Studie, die unter anderem im "Journal of Experimental Biology" erschienen ist, beschreiben die Forscher Schlangen als besonders flinke und anpassungsfähige Lebewesen. Die Tiere seien in den unterschiedlichsten Umgebungen beheimatet - in Wüsten ebenso wie in den Tropen. Außerdem gelinge es ihnen, auf Bäume, in Büsche oder über Felsen zu kriechen. Die Bewegungen von Schlangen zu verstehen, könne deshalb bei der Entwicklung neuer Such- und Rettungsroboter hilfreich sein.

"Wir lassen uns von diesen unheimlichen Kreaturen inspirieren, weil sie so geschickt darin sind, Hindernisse stabil zu überwinden", sagte Co-Autor Chen Li von der Johns-Hopkins-Universität. Frühere Studien hätten zwar die Bewegungen von Schlangen untersucht und kopiert, allerdings lediglich auf flachen Oberflächen. Der nun entwickelte Roboter sei in der Lage, schnell und stabil über Hindernisse im Gelände wie Trümmer oder Geröll zu kriechen.

Forscher lernen von der Königsschlange - Für den Entwurf ihres Roboters beobachteten die Wissenschaftler zunächst, wie die in Lateinamerika verbreitete Königsschlange im Terradynamik-Labor Stufen erklomm. Li und sein Team führten eine Reihe von Experimenten durch, bei denen sie die Stufenhöhe und die Oberflächenreibung der Stufen veränderten. Mithilfe von Videoaufnahmen analysierten sie, wie sich die Schlange als Reaktion auf die Barrieren verdreht.

Die Forscher stellten fest, dass die Schlange ihren Körper in drei Abschnitte teilt: Ihr vorderer und hinterer Körperteil winden sich auf den Stufen horizontal wie eine Welle hin und her, während der mittlere Körperteil steif bleibt und sich emporhebt, um die Stufe zu überbrücken. Nach Angaben der Wissenschaftler sorgen die schlängelnden Körperteile für Stabilität, um ein Umkippen des Tieres zu verhindern.

Sobald die Schlange die Stufe erreicht, wird ihr vorderer schlängelnder Körperteil länger und ihr hinterer schlängelnder Körperteil kürzer, während der mittlere Körperteil in etwa gleich lang bleibt. Bei höheren und rutschigeren Stufen bewegt sich die Schlange langsamer und windet ihren vorderen und hinteren Körperteil weniger stark, um die Stabilität zu wahren.

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