Schwimmroboter 18.08.2021, 17:00 Uhr

Robo-Neunauge «AgnathaX» hilft Neurologie

Forschende der ETH Lausanne (EPFL) haben den Schwimmroboter «AgnathaX» entwickelt. Sie haben sich dabei am Neunauge orientiert.
EPFL-Forscher Kamilo Melo mit «AgnathaX»: Neunauge diente als Vorbild
(Quelle: Jamani Caillet/EPFL Mediacom)
Forscher des Biorobotics Laboratory der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben mit «AgnathaX» einen Schwimmroboter entwickelt, der erklärt, warum einige Wirbeltiere nach einer Rückenmarksverletzung ihre Bewegungsfähigkeit behalten. Zu diesen gehört das Neunauge, das auch Vorbild für AgnathaX war. Nun wollen die Westschweizer die Leistung von Schwimmrobotern verbessern, die für Such- und Rettungseinsätze sowie für die Umweltüberwachung eingesetzt werden.

Nervensystemen auf der Spur

«Unser Ziel war es, an diesem Roboter zu untersuchen, wie das Nervensystem sensorische Infos verarbeitet, um eine bestimmte Art von Bewegung zu erzeugen. Dieser Mechanismus lässt sich in lebenden Organismen schwer untersuchen, da die verschiedenen Komponenten des zentralen und peripheren Nervensystems im Rückenmark stark miteinander verknüpft sind», sagt BioRob-Leiter Auke Ijspeert. Das mache es schwierig, ihre Dynamik und den Einfluss, den sie aufeinander haben, zu verstehen.
Aus der Beobachtung des künstlichen Neunauges konnten die Forscher schliessen, dass das Zusammenwirken beider Nervensysteme entscheidend für die Zuverlässigkeit der Fortbewegung ist. AgnathaX ist ein langer, aalartiger Roboter, der sich wie ein Neunauge fortbewegt. Er enthält eine Reihe von Motoren, die die zehn Segmente in wellenförmige Bewegungen versetzen, wie es die Muskeln des lebenden Neunauges tun. Der Roboter verfügt auch über seitlich entlang seiner Segmente verteilte Kraftsensoren, die wie die druckempfindlichen Zellen auf der Haut eines Neunauges arbeiten und die Kraft des Wassers erfassen, die auf den Roboter einwirkt.

Erfolgreiche Versuche im Pool

Das Team hat die Bewegungen mit mathematischen Modellen erfasst, um die verschiedenen Komponenten des Nervensystems zu simulieren und seine komplizierte Dynamik besser zu verstehen. «Wir liessen AgnathaX in einem Pool schwimmen, der mit einem Motion-Tracking-System ausgestattet war, damit wir die Bewegungen des Roboters auch real messen konnten», so Laura Páez, Doktorandin am BioRob. Die Steuerungen und Kraftsensoren könnten künftigen Schwimmrobotern helfen, durch Strömungsstörungen zu navigieren und Schäden an ihren technischen Komponenten besser zu kompensieren, so die Forscher.

Autor(in) Wolfgang Kempkens, pte



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