Robo-Neunauge "AgnathaX" hilft Neurologie

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EPFL-Forscher klären, warum Wirbeltiere nach
Rückenmarksverletzung weiter beweglich bleiben

Robo-Neunauge "AgnathaX" hilft Neurologie
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EPFL-Forscher mit "AgnathaX": Neunauge diente als Vorbild (Foto: epfl.ch)
Archiv | 21.08.2021 | Forscher des Biorobotics Laboratory der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben mit "AgnathaX" einen Schwimmroboter entwickelt, der erklärt, warum einige Wirbeltiere nach einer Rückenmarksverletzung ihre Bewegungsfähigkeit behalten. Zu diesen gehört das Neunauge, das auch Vorbild für AgnathaX war. Nun wollen die Schweizer die Leistung von Schwimmrobotern verbessern, die für Such- und Rettungseinsätze sowie für die Umweltüberwachung eingesetzt werden.

Nervensystemen auf der Spur
"Unser Ziel war es, an diesem Roboter zu untersuchen, wie das Nervensystem sensorische Infos verarbeitet, um eine bestimmte Art von Bewegung zu erzeugen. Dieser Mechanismus lässt sich in lebenden Organismen schwer untersuchen, da die verschiedenen Komponenten des zentralen und peripheren Nervensystems im Rückenmark stark miteinander verknüpft sind", sagt BioRob-Leiter Auke Ijspeert. Das mache es schwierig, ihre Dynamik und den Einfluss, den sie aufeinander haben, zu verstehen.


Aus der Beobachtung des künstlichen Neunauges konnten die Forscher schließen, dass das Zusammenwirken beider Nervensysteme entscheidend für die Zuverlässigkeit der Fortbewegung ist. AgnathaX ist ein langer, aalartiger Roboter, der sich wie ein Neunauge fortbewegt. Er enthält eine Reihe von Motoren, die die zehn Segmente in wellenförmige Bewegungen versetzen, wie es die Muskeln des lebenden Neunauges tun. Der Roboter verfügt auch über seitlich entlang seiner Segmente verteilte Kraftsensoren, die wie die druckempfindlichen Zellen auf der Haut eines Neunauges arbeiten und die Kraft des Wassers erfassen, die auf den Roboter einwirkt.


Erfolgreiche Versuche im Pool
Das Team hat die Bewegungen mit mathematischen Modellen erfasst, um die verschiedenen Komponenten des Nervensystems zu simulieren und seine komplizierte Dynamik besser zu verstehen. "Wir ließen AgnathaX in einem Pool schwimmen, der mit einem Motion-Tracking-System ausgestattet war, damit wir die Bewegungen des Roboters auch real messen konnten", so Laura Paez, Doktorandin am BioRob. Die Steuerungen und Kraftsensoren könnten künftigen Schwimmrobotern helfen, durch Strömungsstörungen zu navigieren und Schäden an ihren technischen Komponenten besser zu kompensieren, so die Forscher. (pte)

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Rubriken: Robotertechnik

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