Künstliche Muskeln, die anstelle von Menschen gefährliche oder monotone Tätigkeiten ausüben sollen – indem sie menschliche Bewegungen nachahmen. Das ist Thema eines Patents, dass der Automobilhersteller Toyota kürzlich beim US-amerikanischen Patentamt USPTO einreichte.
So geht es in dem Patent um sogenannte Aktoren, technische Bauteile, die elektrische Signale in mechanische Bewegungen oder andere physikalische Größen umwandelt. Aktoren werden dementsprechend als das Gegenstück zu Sensoren verstanden und oft mit menschlichen Muskeln verglichen.
Herauszufinden, wie Aktoren sich ihren menschlichen Vorbildern in Aufbau und Funktionsweise immer weiter annähern können, ist eine große Herausforderungen für Forscher aus dem Feld der „weichen Robotik“. Gegenwärtige Technologien hingegen, so heißt es im Toyota-Patent, würden viel mit „steifen“ Bestandteilen arbeiten.
Diese Steifheit der Bestandteile würde zu Begrenzungen in vielen Anwendungsfeldern führen. Weiche Robotik würde diese Begrenzungen sprengen und könne im Vergleich zu gegenwärtig genutzten Technologien mehr „Beweglichkeit, Leistung und Zuverlässigkeit“ bieten.
Zu Problemen mit „weichen“ Aktoren – wie künstlichen Muskeln – kommt es aber dann oft, wenn diese mit Flüssigkeiten funktionieren: „Zum Beispiel kann es sein, dass künstliche Muskeln eine Flüssigkeit in ein Gefäß hinein- und dann wieder herauspumpen müssen, um den ‚Muskel‘ auszudehnen oder zusammenzuziehen.“
Um so dehnbares Material nutzen zu können, waren solche künstlichen Muskeln bislang aufs Heißsiegeln oder auf Klebstoffe angewiesen. Dabei bestünde aber, laut dem Patent, durchaus Bedarf an Herstellungsmethoden für künstliche Muskeln, die den Gebrauch von Materialien erfordern, die nur schwer mit Hitze zu versiegeln sind.
Dieses Problem will Toyota mithilfe eines Vakuums mit Polymer und Elektroden anstelle der Flüssigkeit lösen. Diese Option wiederum würde es ermöglichen, die zuvor genannten schwer zu versiegelnden Materialen zu verwenden.
Zuletzt machte Toyota 2021 mit einem Roboter von sich reden. Der Automobilhersteller nutzte die Olympischen Spiele in Japan, um den humanoiden Basketball-Roboter „CUE“ vorzustellen. Der auf E-Rollschuhen fahrende Roboter verfügt nicht nur über Künstliche Intelligenz, sondern kann mithilfe optischer Sensoren auch eine optimale Wurfhaltung einnehmen, an die sich seine restlichen Gliedmaßen anpassen.
