Ein Forscherteam der Fakultät für Naturwissenschaften und Ingenieurwesen der Universität Bristol hat einen bahnbrechenden Weichroboter vorgestellt, der von der einzigartigen Nervensystem-Architektur des Oktopus inspiriert ist. Die Innovation, die am 14. Mai 2025 in Science Robotics veröffentlicht wurde, zeigt, wie biomimetisches Design autonome Robotik revolutionieren kann.
Unter der Leitung von Tianqi Yue entwickelte das Team einen einfachen, aber intelligenten Roboter, der mit Hilfe von Luft- oder Wasserströmungen Saugleistung und Bewegung koordiniert – ähnlich wie Oktopusse Hunderte von Saugnäpfen an mehreren Armen steuern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern, die auf komplexe Elektronik und zentrale Verarbeitungseinheiten angewiesen sind, ist die Intelligenz dieses Roboters physisch in seiner Struktur verankert.
„Im vergangenen Jahr haben wir einen künstlichen Saugnapf entwickelt, der nachahmt, wie Oktopusse mit weichen Materialien und Wasserabdichtung an Felsen haften“, erklärt Yue. „Diese Forschung geht einen Schritt weiter: vom Einsatz eines Saugnapfes wie ein Oktopus-Saugnapf zum Verbinden mit Objekten hin zu ‚verkörperter Saugintelligenz‘ – also der Nachbildung zentraler Aspekte der neuromuskulären Struktur des Oktopus in weichen Robotersystemen.“
Die Saugintelligenz des Roboters arbeitet auf zwei Ebenen. Auf der unteren Ebene ermöglicht die Kopplung von Saugströmung und lokaler fluidischer Schaltung dem Roboter, oktopusähnliche verkörperte Intelligenz zu erreichen – etwa das sanfte Greifen empfindlicher Objekte und das adaptive Umwickeln von Gegenständen mit unbekannter Geometrie. Auf der höheren Ebene kann der Roboter durch das Auslesen von Druckreaktionen des Saugnapfes Kontakt erkennen, seine Umgebung und Oberflächenrauheit klassifizieren und sogar interaktive Zugkräfte vorhersagen.
Dieser Ansatz adressiert eine grundlegende Herausforderung der Robotik: die Steuerung von Systemen mit zahlreichen Freiheitsgraden. Konventionelle Roboter müssen für jedes mögliche Szenario explizit programmiert werden, was sie rechnerisch ineffizient macht. Der Oktopus hingegen nutzt eine verteilte Steuerungsarchitektur, die eine effektive und effiziente Armsteuerung ermöglicht – eine Strategie, die nun erfolgreich in diesem Weichroboter umgesetzt wurde.
Die Technologie bietet vielversprechende Anwendungen in verschiedenen Branchen – von der Landwirtschaft (sanftes Greifen empfindlicher Erzeugnisse) über die Fertigung bis hin zum Gesundheitswesen. Da die Forschung an Weichrobotik weiter wächst – mit einem Anstieg der einschlägigen Publikationen um über 50 % zwischen 2021 und 2024 – stellt diese Innovation einen bedeutenden Schritt hin zu Robotern dar, die sicher und intuitiv mit Menschen und komplexen Umgebungen interagieren können.