Was ist Soft Robotics? Bedeutung, Definition, Erklärung

Was ist Soft Robotics, Bedeutung, Definition, Erklärung


Soft Robotics, also „weiche Roboter“, imitieren Bewegungsabläufe aus der Natur. Statt starrer Materialien werden weiche, organische Strukturen in der Robotik eingesetzt.

Was ist Soft Robotics? Bedeutung, Definition, Erklärung

Roboter, die sich unmenschlich und abgehakt bewegen, gehören der Vergangenheit an. Soft Robotics imitieren Bewegungen aus der belebten Natur. Das ermöglicht neue Einsätze in der Industrie, denn die Technologie lässt sich von der Biologie inspirieren.

Roboter sollen auf diese Weise intuitiv und einfühlsam agieren können. Neben weichen Strukturen erreichen das Sensoren oder Algorithmen. Forschende arbeiten an der Weiterentwicklung, darunter Material- und Biomechanikforscher. Softwareentwickler machen das Team komplett.

Hauptanwendungsfelder finden sich in der Industrie. Aktuell werden immer noch sehr viele Roboter eingesetzt, die zwar smart agieren können, dafür aber nicht nachgiebig sind. Roboter sollen Menschen unterstützen und Hand in Hand mit ihnen arbeiten. Das ist auch das Ziel von Soft Robotics. Sie können vor allem im Bereich der Pflege, zum Beispiel als Serviceroboter, eingesetzt werden. Auch als Assistenzroboter in der Medizintechnik sind sie denkbar.

Warum sind harte Roboter ein Nachteil?

Industrieroboter sind aus der Produktion nicht mehr wegzudenken. Sei es bei der Produktion von Autos oder dem Zusammensetzen von Smartphones: Robotics ist Teil unseres Lebens. Doch sie haben einen entscheidenden Nachteil: Bei dem direkten Austausch mit Menschen sind sie zu hart und können sogar Verletzungen hervorrufen. Softe Roboter sind so weich, dass in der Pflege oder als Servierer in einem Restaurant keine unangenehmen Aufeinandertreffen geschehen können. Die neuartige Struktur macht es möglich.

Wie weit ist der Forschungsstand von Soft Robotics?

Soft Robots befinden sich in stetiger Entwicklung, werden heute aber schon eingesetzt. Das Fraunhofer-Institut und Vertreter aus der Industrie forschen beispielsweise an der Entwicklung. Zu Demonstrationsobjekte zählen unter anderem X‑förmige Kriechroboter und fisch- sowie rochenartige Roboter. Der Bau ist angelehnt an die Natur.

Außerdem gibt es Soft Roboter, die Händen ähneln und greifen können. Das Potenzial für Wissenschaft und Industrie ist groß.

Wie werden Soft Robots hergestellt?

Ein Soft Roboter benötigt neben dem Material eine intelligente Software. Algorithmen paaren sich mit naturnahen Formen. Funktion und Design sollen möglichst naturtreu sein oder gar an ein Tier erinnern. Komplexere Roboter werden aus CAD-Dateien in generativen Fertigungsverfahren erstellt.

Die verwendeten Materialien bestehen in der Regel aus:

  • natürlichem Gewebe wie Muskeln, Haut, Knorpel
  • Elastischen Materialien
  • Hydrogele

Damit sich der weiche Roboter auch geschmeidig bewegen kann, wird eine Aktorik benötigt. Diese lässt die einzelnen Komponenten bewegen. Hier kommen entweder Spanndrähte, elektroaktive Polymere oder Formgedächtnismaterialien zum Einsatz. Das können Silicone sein. Über Reize wie Licht, Temperatur oder Strom werden Kräfte gezielt in die Struktur des Roboters geleitet. Dieser Prozess kann auch mechanisch verlaufen.

Auf jeden Fall bedarf es ausreichender elektronischer Komponenten, um den Roboter zu steuern.

Welche Herausforderungen bestehen?

Beim Betrieb von Soft Robotics gibt es eine zentrale Herausforderung: die Energieversorgung. Im besten Fall gibt es tragbare Energiequellen, die ebenfalls klein und weich sind. Das können zum Beispiel Miniatur-Kompressoren sein. Aktuell wird an Batterie-Systemen gearbeitet.

Die Sensoren von weichen Robotern

Ohne Sensoren kommen softe Roboter nicht aus. Da an den speziellen Robotern alles weich ist, sind es die Sensoren im besten Fall auch. Sie messen Verformungen und können unter anderem Rückschlüsse auf die Steifigkeit des Roboters ziehen.


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Softsensoren sind:

  • Softe Dehnungssensoren
  • Weiche Biegesensoren
  • Drucksensoren
  • Kraftsensoren

Softe Roboter als Exoanzüge

Exoanzüge kommen bei der Rehabilitation von Patienten zum Einsatz. Sie helfen Senioren und kräftigen den Körperaufbau. Soft Robotics kann auch hier genutzt werden. Forschende aus Harvard haben aus den Materialien einen Exoanzug entwickelt, der nicht mehr steif sich an den Bewegungsapparat des Menschen anpasst. Dabei handelt es sich um Metallgerüste, die mit motorisierten Muskeln ausgestattet sind. Die weicheren Roboteranzüge spiegeln die innere Skelettstruktur des Trägers wider. Angehobene Gegenstände fühlen sich in einem Exoanzug viel leichter – fast schwerelos – an. Verletzungen auf der Arbeit werden verhindert.

Autor: Pierre von BedeutungOnline

Hallo, ich bin Autor und Macher von BedeutungOnline. Bei BedeutungOnline dreht sich alles um Worte und Sprache. Denn wie wir sprechen und worüber wir sprechen, formt wie wir die Welt sehen und was uns wichtig ist. Das darzustellen, begeistert mich und deswegen schreibe ich für dich Beiträge über ausgewählte Worte, die in der deutschen Sprache gesprochen werden. Seit 2004 arbeite ich als Journalist. Ich habe Psychologie und Philosophie mit Schwerpunkt Sprache und Bedeutung studiert. Ich arbeite fast täglich an BedeutungOnline und erstelle laufend für dich neue Beiträge.


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