Mit Elektroadhäsion die Wände hoch − botzeit − Robotik-Blog

Mit Elektroadhäsion die Wände hoch

Arne am 05.09.2009 um 11:35 Uhr

Alle Entwicklungen der Robotik im Auge zu behalten, ist schwierig, da in den letzten Jahren – und wohl auch in den kommenden – so viel passiert. Es gibt aber einzelne Entwicklungen, die mir ganz anschaulich bewusst machen, was da in der nächsten Zeit auf uns zukommen mag. Hier ist eine davon: Roboter, die fast beliebige Materialien senkrecht hochfahren können.

Roboter klettert mit Elektroadhäsion

Ich hatte bereits in einem früheren Blogeintrag gezeigt, wie Roboter mühelos Wände verschiedener Materialen hochsteigen. Dabei waren jedoch für die unterschiedlichen Materialen verschiedene, dafür angepasst, Roboter eingesetzt. Sie verfügten entweder über hunderte kleiner Krallen, um an rauen Oberflächen zu klettern oder über kleine Saugnäpfe, um glatte (Glas-) Wänder zu besteigen.

Klettern an einer Mauer [SRI]Klettern an einer Mauer [SRI]

Was das SRI International (früher Stanford Research Institute) jetzt zeigt, ist um ein vielfaches beeindruckender. Mit den neuen Techniken findet der Roboter sowohl an glatten als auch an rauen Oberflächen Halt, und dieser Effekt kann sogar beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Die Technik nennen die Forscher Elektroadhäsion. [1] Die Technik kann so eingesetzt werden, dass der Roboter nicht klettern muss, sondern die Wände in normaler Geschwindigkeit hochfährt.

Folie trägt ein Gewicht [SRI]Folie trägt ein Gewicht [SRI]

Adhäsion ist der durch „molekulare Wechselwirkungen in der Grenzflächenschicht hervorgerufene mechanische Zusammenhalt der beteiligten Phasen“ (Wikipedia). Also der Zusammenhalt zwischen zwei Materialen durch Anziehungskräfte zwischen deren Molekülen. Während Adhäsion zwischen Flüssigkeiten und glatten Materialen stattfindet (zum Beispiel Schutzfolien auf Displays), kann die Elektroadhäsion zwischen einer großen Zahl verschieden gearteter Materialien stattfinden und durch Anlegen von Spannung sogar beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Das Prinzip ist das eines Luftballons, das man an einem Pullover reibt und dann irgendwo anheften kann. Der Roboter muss allerdings keinen Ballon und Pullover mit sich führen, sondern erledigt dies über einen Akku, den er mitführt.

Beeindruckend sind dabei vor Allem auch die Kräfte und der Energieverbrauch dieser Technik. Die Elektroadhäsionsfolie kann Kräfte bis zu 1.4 Newton pro Quadratzentimeter aufbringen und hat dabei einen Verbrauch von gerade einmal 20 Mikrowatt pro Newton. Eine Fläche von einem Quadratmeter kann dadurch über eine Tonne tragen und verbraucht dabei gerade einmal 0,3 Watt. Beeindruckend.

Mehr dazu gibts direkt beim SRI International oder als Paper bei IEEE. Im Folgenden ein paar Videos, die Roboter zeigen, die mit dieser Technik, Wände verschiedener Materialien hochsteigen:

Holz

Elektroadhäsion an einer Holzwand

Trockenmauer

Elektroadhäsion an einer Trockenmauer

Beton

Elektroadhäsion an Beton

Glas

Elektroadhäsion an Glas

Hier klettert der Roboter sogar seitwärts.

Stahl

Elektroadhäsion an Stahl

Via Planet Robotics

1
Elektroadhäsion in der englischsprachigen Wikipedia

Kommentare

  • lepa_fg am 24.10.2011 um 12:14 Uhr

    Dies ist ein spannendes Thema, und vielseitig einsetzbar, aber kann man so was auch selber bauen? Und wie viel Strom benötigt so etwas?

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