Jamie Paik und sein Forscherteam an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Technik haben einen Origami-Roboter entwickelt, der seine Form verändern, sich bewegen und mit Objekten und Menschen interagieren kann.
Durch die Kombination der Inspiration aus der digitalen Welt des Polygonnetzes und der biologischen Welt des Schwarmverhaltens kann sich der Roboter Mori3 von 2D-Dreiecken in fast jedes 3D-Objekt verwandeln. Die in Nature Machine Intelligence veröffentlichte Forschung der EPFL zeigt die Vorteile der modularen Robotik für die Raumfahrt. "Unser Ziel mit Mori3 ist es, einen modularen, Origami-ähnlichen Roboter zu schaffen, der je nach Umgebung und Aufgabe beliebig zusammen- und auseinandergebaut werden kann", sagt Jamie Paik, Leiterin des Labors für rekonfigurierbare Robotik. "Mori3 kann seine Größe, Form und Funktion ändern".
Ein polygonaler Roboter
Die einzelnen Module des Mori3-Roboters haben eine dreieckige Form. Die Module lassen sich in einem Prozess, der als Polygonnetz bezeichnet wird, leicht zu Polygonen verschiedener Größen und Konfigurationen zusammenfügen. "Wir haben gezeigt, dass die polygonale Vernetzung eine praktikable Roboterstrategie ist", sagt Christoph Belke, Postdoctoral Research Fellow in Robotik. Um dies zu erreichen, musste das Team die Grenzen verschiedener Aspekte der Robotik überschreiten, darunter mechanisches und elektronisches Design, Computersysteme und Ingenieurwesen. "Wir mussten unser Verständnis von Robotik neu überdenken", erklärt Belke. "Diese Roboter können ihre eigene Form verändern, sich miteinander verbinden, kommunizieren und sich neu konfigurieren, um funktionelle und gelenkige Strukturen zu bilden." Dieser Proof of Concept ist ein Erfolg, denn die Mori3-Roboter können die drei Dinge, die Roboter können sollten: sich bewegen, Objekte manipulieren und transportieren und mit den Benutzern interagieren.
Für den Weltraum bestimmt
Welchen Vorteil hat es, modulare und multifunktionale Roboter zu entwickeln - Paik erklärt, dass Roboter, um eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen, in der Lage sein müssen, ihre Form oder Konfiguration zu ändern. "Polygonale und polymorphe Roboter, die sich miteinander verbinden, um gelenkige Strukturen zu bilden, können in verschiedenen Anwendungen effektiv eingesetzt werden", sagt sie. "Natürlich wird ein vielseitiger Roboter wie Mori3 weniger leistungsfähig sein als Roboter, die auf bestimmte Bereiche spezialisiert sind. Der größte Vorteil von Mori3 ist jedoch seine Vielseitigkeit". Mori3-Roboter wurden zum Teil für den Einsatz in Raumschiffen entwickelt, die keinen Platz haben, um verschiedene Roboter für jede individuelle Aufgabe, die sie zu erfüllen haben, zu lagern. Die Forscher hoffen, dass die Mori3-Roboter auch für Kommunikationszwecke und externe Reparaturen eingesetzt werden.
Referenzen
Belke, C.H., Holdcroft, K., Sigrist, A. et al. Morphological flexibility in robotic systems through physical polygon meshing. Nat Mach Intell 5, 669’675 (2023). https://doi.org/10.1038/s42256’023 -00676-8
