Robert Klatt
Ein nur 30 Zentimeter großer und 30 Gramm schwerer Roboter ist auf eine neue Rekordhöhe gesprungen. Die Sprungkraft der Maschine übertrifft alle bekannten Tierarten.
Santa Barbara (U.S.A.). Wissenschaftler der University of California in Santa Barbara (UC Santa Barbara) haben einen 30 Zentimeter großen und 30 Gramm schweren Roboter entwickelt, der auf eine neue Rekordhöhe gesprungen ist. Der kleine Hüpfroboter erreichte eine Höhe von 32,9 Metern. Seine Sprungkraft übertrifft damit alle bekannten Tierarten, obwohl die Entwickler um Elliot Hawkes an der Biologie orientiert haben.
Der im Fachmagazin Nature vorgestellte Hüpfroboter ähnelt optisch einer Rakete. Er ist jedoch keine, weil er nicht im Sprung beziehungsweise Flug Treibstoff hinter hinausschleudert und während der Bewegung seine Masse nicht verändert. Definiert ist ein Sprung dadurch, dass der Springer sich mit eigener Kraft vom Boden abstößt und im Sprung seine Masse beibehält. Der Flug eines Pfeils ist also ebenfalls kein Sprung, weil die Kraft nicht vom Pfeil ausgeht, sondern vom Bogen ausgeübt wird.
Die Sprungfeder des Roboters, die die Energie vor dem Start speichert, erinnert zumindest optisch jedoch an einen Bogen. Sie besteht aus vier Bögen aus Kohlefaser, die über dehnbare Sehnen verbunden sind. Gespannt werden diese Sehnen, wenn die Bögen sich zusammenpressen und dabei die Sehnen auseinanderziehen.
Laut Hawkes haben die Wissenschaftler dieses Prinzip von Heuschrecken, Flöhen und anderen Insekten übernommen. Im Gegensatz zu Muskeln, die mehr Kraft aufbauen, wenn sie sich langsamer zusammenziehen, ist es für die Feder jedoch möglich, die benötige Kraft blitzartig freizusetzen. Dies ermöglicht eine höhere Sprungkraft und damit auch eine höhere Sprunghöhe als beim Muskeleinsatz.
Laut Modellrechnungen ist die Sprungkraft des Roboters nahezu am möglichen Optimum, das aktuell mit Elektromotoren und den bekannten Materialien erreicht werden kann. Auf dem Mond könnte der Roboter dank der geringeren Gravitation sogar 125 Meter hochspringen und eine Entfernung von bis zu 500 Metern mit einem Sprung überwinden.
Nature, doi: 10.1038/s41586-022-04606-3
