Roboter klettern mit Hilfe elektrostatischer Kräfte

Die Roboter des Forschungs- und Entwicklungsinstituts SRI sollen sich an Wänden aus praktisch beliebigem Material bewegen können.

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Von
  • Angela Meyer

Der Wallclimber von SRI klettert mit Hilfe von Elektroadhäsion Wände hoch und runter. [Bild: SRI]

Roboter, die mit Hilfe von Elektroadhäsion an sehr unterschiedlichen Wänden hochklettern können, will das Forschungs- und Entwicklungsinstitut SRI am heutigen Freitag bei der IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) im kalifornischen Pasadena vorstellen. Die unabhängige, nicht profitorientierte Organisation hat diese erstmals für kletternde Roboter benutzte Technik zum Patent angemeldet und bietet sie zur Lizenzierung an.

Die Roboter induzieren mit Hilfe ihrer Batterie eine elektrostatische Ladung in der Wand. Mit einer auf das Robotergewicht bezogenen elektrischen Leistung von 20 Mikrowatt pro Newton - also rund 200 Mikrowatt je Kilo Robotergewicht, das an der Wand gehalten werden muss - erzeugen sie eine elektrostatische Anziehung mit einer Stärke von 0,5 bis 1,5 Newton pro Quadratzentimeter.

SRI hat nach diesem Prinzip anpassungsfähige Haftelemente für leitende wie nicht-leitende Untergründe entwickelt. Die Technik soll auf unterschiedlich rauen wie auf glatten Flächen funktionieren, selbst wenn diese mit Staub und anderen Ablagerungen bedeckt sind. Konkret nennt SRI erfolgreiche Versuche auf Beton, Stahl, Glas, Ziegel, Holz und Innenwänden. Auch mit Unebenheiten, Winkeln und Rissen sollen die Roboter zurechtkommen. Aus den bisher online veröffentlichten Informationen geht aber noch nicht eindeutig hervor, ob man ein und denselben Roboter auf beliebigen Untergründen einsetzen kann oder ob man entsprechend angepasste Roboter braucht: "Die Haftung wird ermöglicht durch unterschiedliche Mechanismen, die die gleiche Grundstruktur der Halterung benutzen", erläutert SRI das Prinzip auf seiner Website noch etwas vage.

Bisher werden die Roboter noch ferngesteuert. Der schnellste SRI-Roboter soll mit einer Geschwindigkeit von einer Körperlänge pro Sekunde klettern können, was bei diesem 25 cm langen Roboter 0,9 km/h entspricht. Die Roboter seien sehr leicht, einfach aufgebaut und arbeiteten sehr energiesparend und leise. Die Handhabung und Reinigung soll einfacher sein als bei Robotern, deren passive Haftung über van-der-Waals-Kräfte unablässig wirkt, da sich die elektrisch gesteuerte Haftung sehr schnell an- und abschalten lässt. Noch ungelöste Probleme erwähnt SRI nicht. SRI hat bisher sowohl an Panzer erinnernde als auch von Insekten oder Würmern inspirierte Bauformen mit dieser Technik ausgestattet.

Kletternde Roboter sind für militärisch und zivile Nutzungen gleichermaßen interessant. SRI-Chefingenieur Harsha Prahlad schwärmt in der Pressemitteilung anlässlich der Vorstellung bei der ICRA von ihren "einzigartigen Einsatzmöglichkeiten bei militärischen Anwendungen", zu denen er Aufklärung in städtischen Umgebungen sowie das Anbringen und Wiedereinsammeln von Sensoren und Netzwerkknoten zählt. Die Projekt-Website listet noch eine Reihe weiterer Anwendungen auf, etwa Inspektionen, Reinigung oder Streichen beispielsweise von Gebäuden, Brücken, Containern, Leitungen und Tanks, Kanälen und Röhren, Flugzeugen und Schiffen. Außerdem könnte die Technik in für Aufklärungs- oder Überwachungsaufgaben genutzte Flugroboter eingebaut werden. Diese könnten günstig gelegene hohe Punkte anfliegen und sich dort niederlassen, um so energiesparender zu beobachten statt die ganze Zeit in der Luft zu schweben. (anm)