Forscher haben im Bereich der sanften Robotik bahnbrechende Fortschritte erzielt, indem sie Film-Balloon (FiBa) weiche Roboter entwickelt haben. Diese innovativen Roboter, die von einem Team unter der Leitung von Dr. Terry Ching und dem entsprechenden Autor Professor Michinao Hashimoto entworfen wurden, stellen einen neuartigen Herstellungsansatz vor, der einen leichten, kabellosen Betrieb mit fortschrittlichen biomimetischen Fortbewegungsmöglichkeiten ermöglicht. Die Forschung wurde im Journal Science Robotics veröffentlicht und das Forschungsteam stammt von der Singapore University of Technology and Design (SUTD), der National University of Singapore (NUS) und der Queensland University of Technology (QUT).
Die Kerninnovation für diese Roboter besteht in der Entwicklung von FiBa-Modulen, die quer gekrümmte Polymerdünnschichten mit dreidimensional gedruckten pneumatischen Ballons kombinieren. Diese Kombination reduziert das Gewicht der weichen Aktuatoren erheblich und ermöglicht kabellosen Betrieb. Die FiBa-Module dienen als wesentliche Bausteine zur Erstellung von weichen Robotern, die eine Vielzahl natürlicher Bewegungen imitieren können. Die weichen Roboter, die mit den FiBa-Modulen zusammengebaut wurden, können verschiedene natürliche Bewegungen reproduzieren, darunter kriechende Bewegungen inspiriert von Schildkröten, kletternde Bewegungen inspiriert von Raupen, sich auf Ästen festhaltende Bewegungen inspiriert von Fledermäusen und fliegende Bewegungen inspiriert von Marienkäfern.
Die Entwicklung von FiBa-Modulen behebt eine der Hauptprobleme im Bereich der weichen Robotik: das Entkoppeln von Robotern von elektrischen oder pneumatischen Energiequellen. Durch die deutliche Reduzierung des Gewichts weicher Aktuatoren haben die Forscher die Integration wesentlicher Komponenten wie Pumpen, Ventile, Batterien und Steuerplatinen ermöglicht und den Weg für vollständig autonome weiche Roboter geebnet. Diese Durchbrüche verbessern die Betriebsfähigkeiten und potenziellen Anwendungen von weichen Robotern. Die Fähigkeit von FiBa-soft-Robotern, natürliche Fortbewegungsstrategien nachzuahmen, demonstriert ihre außergewöhnliche Vielseitigkeit. Diese Fähigkeiten könnten den Robotern ermöglichen, in vielfältigen und herausfordernden Umgebungen zu arbeiten, die mit herkömmlichen starren Robotern bisher unzugänglich waren.
Das leichte Design von FiBa-Modulen erhöht die Energieeffizienz und Betriebszeiten, was vorteilhaft für die Raumfahrt und Rettungseinsätze ist. Ihre Anpassungsfähigkeit und Anpassbarkeit machen sie für verschiedene Branchen wie Fertigung, Gesundheitswesen und Landwirtschaft geeignet. Diese Forschung beinhaltete eine kreative Zusammenarbeit der SUTD Soft Fluidics Laboratory, der SUTD Aerial Innovation Research AIR Laboratory und der QUT MicroTE Laboratory. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit nutzt das Fachwissen aus verschiedenen Bereichen, um die komplexen Herausforderungen in der weichen Robotik anzugehen.