Japan entwickelt künstliche Muskeln für Roboter

Japanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, einen neuen Typ künstlichen Muskels mit ringförmiger Struktur zu entwickeln, der in der Robotik und anderen Bereichen eingesetzt werden kann.

Eine von japanischen Forschern entwickelte „biohybride“ Roboterhand – Foto: JIJI

Bisher konnten künstliche Muskeln nur schwach kontrahieren und leicht vibrieren, doch der künstliche Muskel, den das Team dieses Mal entwickelte, kann sich durch elektrische Stimulation stark zusammenziehen und doppelt so viel Kraft erzeugen wie zuvor.

Es wird erwartet, dass dieser künstliche Muskel als Energiequelle für Roboter oder zum Testen der Wirksamkeit von Medikamenten zur Behandlung von Muskelerkrankungen verwendet werden könnte.

Die Forschungsergebnisse wurden in der internationalen Wissenschaftszeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Dieser künstliche Muskel wird durch die Kultivierung menschlicher Muskelzellen hergestellt. Um eine starke Kraft zu erzeugen, verbesserte das Forschungsteam der Universität Tokio die Kulturbedingungen, sodass die Muskelzellen in die gleiche Richtung wuchsen.

Durch die Anordnung der Muskelzellen mit hoher Dichte gelang es ihnen, ein Phänomen der „starken Kontraktion“ zu erzeugen – etwas, das bei früheren ringförmigen Muskelgeweben nur schwer zu erreichen war –, wodurch sich der künstliche Muskel zusammenziehen und große Kräfte erzeugen konnte.

Der schleifenförmige künstliche Muskel kann wie ein Angelhaken an Gegenständen befestigt und als Kraftquelle zum Dehnen und Zusammenziehen durch elektrische Stimulation genutzt werden. Das Team baute mit diesem künstlichen Muskel einen einfachen Roboterarm und konnte mithilfe elektrischer Stimulation erfolgreich ein Stück leichtes Plastik unter Wasser aufheben. Sie sagen, dass durch die gleichzeitige Verwendung mehrerer künstlicher Muskeln noch mehr Kraft erzeugt werden könne.

Zukünftig plant das Forschungsteam die Entwicklung künstlicher Muskeln mit höherer Kraft. Auch das Training durch Krafteinwirkung auf kultivierte Muskelzellen ist eine Option. Im Vergleich zum Muskelaufbau beim Menschen ist die Wachstumsrate jedoch noch langsamer. Daher wird das Team weiterhin nach optimalen Kulturbedingungen und Stimulationsmethoden suchen, um künstliche Muskeln mit etwa zehnmal höherer Kraft als heute zu entwickeln.

Roboter, die solche biologischen Teile verwenden, werden als „biohybride Roboter“ bezeichnet. Sie verfügen über die Vorteile der Selbstheilungsfähigkeit und hohen Sensibilität, sodass für sie zahlreiche industrielle Anwendungsmöglichkeiten erwartet werden.

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VNA

Quelle: https://tuoitre.vn/nhat-ban-phat-trien-co-nhan-tao-cho-robot-20250725125751893.htm