Robotermuskel 1.000 Mal stärker als der Mensch

Forscher erzielen "Terminator"-Durchbruch mithilfe von Vanadiumdioxid

(pte012/16.01.2014/11:15) – Techniker der University of California http://universityofcalifornia.edu haben in Kooperation mit dem Lawrence Berkeley National Laboratory http://lbl.gov einen Robotermuskel entwickelt, der 1.000 Mal stärker als der eines
Menschen ist. Das Team erreichte diesen Durchbruch durch Verwendung von
Vanadiumdioxid. Der künstliche Muskel kann Objekte katapultieren, die 50
Mal schwerer als er selbst sind. Das funktioniert über eine Distanz,
die fünf Mal länger als er selbst ist – und zwar innerhalb von 60
Millisekunden. Das ist schneller als ein Blinzeln mit den Augen.

Gleichzeitig Isolator und Leiter

Vanadiumdioxid ist schon lange ein Star in der Welt der Materialien,
anerkannt für seine Fähigkeit, die Größe, Form und physische
Eigenschaften ändern zu können. Jetzt zählt auch noch Muskelkraft zu
seinen herausragenden Attributen. Was Vanadiumdioxid besonders dafür
prädestiniert: Es ist eines der wenigen Materialien, das gleichzeitig
isoliert und leitet. Bei niedrigen Temperaturen fungiert es als ein
Nichtleiter, bei 67 Grad Celsius hingegen wird das Material prompt zu
einem Leiter.

Zudem kommt es zu einer temperaturgesteuerten strukturellen Umwandlung
des Vanadiumdioxid-Kristalls, wenn es erwärmt wird. Das führt dazu, dass
es in einer Dimension kontrahiert, während es in den anderen beiden
Dimensionen expandiert. All das macht Vanadiumdioxid zum perfekten
Material, um künstliche Muskeln zu erzeugen. Laut dem Report,
veröffentlicht im Journal Advanced Materials, kann die künstliche
Muskelvorrichtung auch mit einem Sensor verbunden werden, der dann ein
Objekt wahrnimmt und daraufhin die Form des Muskels ändert.

Simulation neuromuskulärer Systeme

Die aktuellen Forschungsergebnisse verdeutlichen das Potenzial, komplexe
Systeme aus Vanadiumdioxid-Muskeln zu schaffen. "Multiple Mikro-Muskeln
können in einem mikro-robotischen System zusammengefügt werden und ein
aktives neuromuskulares System simulieren", erklärt Junqiao Wu, Leiter
des Forschungsprojekts. "Damit können lebende Körper simuliert werden,
wo Neuronen Stimuli fühlen und an die Muskeln weiterleiten, die sich
dann bewegen."