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Robotik: Salamander-Roboter hilft bei Erforschung von Bewegung



Anhand von Röntgenvideos haben EPFL-Forscher einen neuen Roboter entwickelt, der exakt nachahmt, wie ein Salamander läuft und schwimmt. Der «Pleurobot» besteht aus 3D-gedruckten Knochen, motorisierten Gelenken und einem Nervensystem aus elektronischen Schaltkreisen.

Es ist nicht der erste Salamander-Roboter, den Auge Ijspeert und sein Team von der ETH Lausanne (EPFL) gebaut haben. Aber keiner der Vorgänger des «Pleurobot» genannten neuen Roboters hat die dreidimensionale Bewegung eines Tiers so exakt nachgeahmt. Den Pleurobot stellen die Forscher im Fachblatt «Royal Society Interface» vor, wie die Hochschule mitteilte.

Die Wissenschaftler benutzten Röntgenvideos eines Salamanders (Pleurodeles waltl), der verschiedene Bewegungen im Wasser oder an Land ausführte. Dabei verfolgten sie 64 Punkte entlang seines Skeletts.

«Das Neue ist unsere Herangehensweise an die Konstruktion von Pleurobot», erklärte Ijspeert gemäss der Mitteilung. Dabei ging es darum, sowohl die Knochenstruktur in vereinfachter Form nachzubauen als auch die Bewegung dreidimensional nachzuahmen.

Vereinfachtes Skelett

So besitzt der Roboter weniger Knochen und Gelenke als sein reales Vorbild. Statt 40 Wirbeln hat er nur 11 Segmente entlang seiner Wirbelsäule - die mindestens nötige Anzahl, wie die EPFL-Forscher berechnet haben.

Ein Roboter, der so exakt die tierische Bewegung nachahmt, könnte helfen, die hinter verschiedenen Bewegungen steckenden Prozesse besser zu verstehen. Zum Beispiel wie Rückenmark, Körper und Umwelt zusammenwirken.

Neurobiologen hatten in früheren Studien gezeigt, dass elektrische Stimulation des Rückenmarks darüber entscheidet, ob der Salamander läuft, kriecht oder schwimmt. Bei schwacher Stimulation läuft das Tier, ab einer gewissen Stärke des Signals beginnt es jedoch zu schwimmen. Pleurobot ahmt diese Eigenschaften nach.

Die Grundlagen des Zusammenspiels zwischen dem Rückenmark und der Bewegung des Körpers zu verstehen, könnte dereinst helfen, neue Therapien oder Neuroprothesen für gelähmte Patienten zu entwickeln, ist Ijspeert überzeugt. Das Konzept von Pleurobot liesse sich ausserdem auf andere «Bioroboter» übertragen, die den Neurowissenschaften und der biomechanischen Forschung dienen könnten. (sda)

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