Roboter mit "Elchhufen" kann über rutschigen Schlamm gehen

Roboter mit Beinen können schon sehr viel, sind aber vor allem auf schwierigem Terrain noch eingeschränkt. Wie Menschen und Tiere haben auch sie Probleme, sich auf rutschigem Untergrund wie Schlamm oder nassem Schnee fortzubewegen. 

"Das bedeutet, dass die meisten Roboter nicht in der Lage sind, ein breites Spektrum an terrestrischen Umgebungen zu erreichen, darunter Feuchtgebiete, Moore, Küstensümpfe, Flussmündungen und Felder", erklärt Maarja Kruusmaa, Forscherin an der Technischen Universität Tallin (TalTech) ins Estland. Mit ihrem Team entwickelte sie dafür Roboter-Füße, die von Elchen inspiriert sind. 

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Rinderhufe dienten als Inspiration

Studienautor Simon Godon ließ sich dafür zunächst von Rinderhufen inspirieren, die er am Bauernhof seiner Eltern beobachtete. Kombiniert mit seinem Wissen über Maschinenbau und Biorobotik, untersuchte er die Möglichkeit von Hightech-Hufen für Roboter. 

Das Team experimentierte dann im Labor mit Elchfüßen zeigten, dass sich diese gespaltenen Hufe besonders gut eigneten. Treten sie auf Schlamm, dehnen sie sich und ziehen sich beim Verlassen wieder zusammen. Dadurch wird die Kontaktfläche vergrößert und verkleinert. 

Hufe verhalten sich wie Saugnäpfe

Entscheidend ist aber ein anderer Effekt: "Der Elchhuf verhält sich ähnlich wie ein Saugnapf. Wie wenn man einen Fingernagel darunter schiebt, wird die Saugkraft gebrochen", erklärt Godon in einem Statement. 

Schlamm setzt sich unter den Tierfüßen fest und macht es schwer, das Bein herauszuziehen. Durch die Bewegung der Hufe, wird diese Spannung aber gebrochen und die Tiere bleiben nicht stecken. 

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Silikonhufe stabilisieren Roboter und sparen Energie

Mit dieser Erkenntnis haben die Forscher Silikonhufe entwickelt, die dieses Verhalten nachahmen. Roboter, die damit auf schlammigem Untergrund gingen, sanken nicht ein. Die Saugkraft wurde um die Hälft reduziert und damit der Energieverbrauch der Roboter um 70 Prozent gesenkt. 

Nachteile der modifizierten Elchfüße haben die Forscher noch nicht festgestellt. Sie sind überzeugt, dass die Roboter-Hufe zusätzliche Stabilität auf unebenem Terrain bieten. „Wir empfehlen daher, die Schuhe immer anzulassen“, heißt es. Die zugehörige Studie erschien im Fachmagazin Bioinspiration & Biomimetics.