Roboter klettert wie Efeu

Das Projekt "GrowBot" entwickelt von Pflanzen inspirierte Roboter.

Warum können Efeu, Wilder Wein und Waldrebe klettern? Wie hoch ist ihr Energieverbrauch? Und ist es möglich, Roboter zu bauen, die sich wie diese Pflanzen verhalten und fortbewegen? Diese Fragen wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Projekts „GrowBot“ beantworten. Ihre Forschung wird von der Europäischen Kommission im Rahmen der Horizon 2020 Programmlinie FET (Future and Emerging Technologies) für die nächsten vier Jahre mit rund sieben Millionen Euro finanziert. Das Hauptziel der an „GrowBot“ beteiligten Arbeitsgruppen, wie dem Team um den Biologen Prof. Dr. Thomas Speck von der Universität Freiburg, ist die Entwicklung von Robotern, die wie Pflanzen klettern und sich an ihre Umgebung anpassen. Diese können in Zukunft zum Beispiel im Städtebau eingesetzt werden, um Sensoren anzubringen oder archäologische Untersuchungen zu unterstützen.

Dr. Barbara Mazzolai, Forschungsdirektorin am Micro-Biorobotics Center des Istituto Italiano di Tecnologie in Pontedera/Italien, koordiniert das Projekt. Unter ihrer Leitung entstand 2012 Plantoid, der erste Pflanzenroboter der Welt, der vom Wachstumsverhalten von Wurzeln und deren Bewegungen inspiriert war. „GrowBot“ konzentriert sich auf die Übertragung der Fähigkeiten von Kletterpflanzen, die mit ihren kletternden Stämmen geeignete Stützstrukturen finden und sich in diesen orientieren und bewegen können. Dank ihrer unterschiedlichen Verankerungsstrategien können sich die Pflanzen auf verschiedenen Oberflächen verankern.

Das Freiburger Teilprojekt von Speck, dem Leiter der Plant Biomechanics Group und Direktor des Botanischen Gartens der Albert-Ludwigs-Universität, wird mit rund 700.000 Euro gefördert. Die Freiburger Wissenschaftler analysieren seit langem die Stammstruktur und Mechanik von Kletterpflanzen sowie deren verschiedenen Befestigungssysteme. Ihre bisherigen Ergebnisse übertrugen sie bereits in bio-inspirierte Anwendungen. Für die nun beginnenden Untersuchungen an Kletterpflanzen als Ideengeber für ein neues Bewegungsparadigma für „Soft-Robots“ arbeiten die Botaniker mit Dr. Nicholas Rowe vom Institut für Botanik und Bioinformatik der Pflanzenarchitektur in Montpellier/Frankreich zusammen. Gemeinsam werden sie die Funktionsprinzipien der Pflanzen analysieren und abstrahieren, um die Entwicklung neuartiger Kletterroboter voranzutreiben.

An „GrowBot“ sind Forschende aus der Robotik, Botanik, Mathematik, Informatik und den Materialwissenschaften beteiligt, sie kommen von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung in Teltow, dem Istituto Italiano di Tecnologia in Pontedera/Italien, der Scuola Superiore Sant’Anna in Pontedera/Italien, dem Gran Sasso Science Institute in L’Aquila/Italien, dem Linari Engineering S.r.l in Pisa/Italien, der Universität Tel Aviv/Israel, dem Centre National De La Recherche Scientifique in Montepellier/Frankreich und dem Arkyne Technologies SL in Barcelona/Spanien.