Schweizer Technologie: Dieser Faden ist ein Motor
Forschende der EPFL haben einen winzigen, biegsamen Motor entwickelt, der künftig in Kleidungsstücken Menschen bei ihren Bewegungen unterstützen könnte.
Das Wichtigste in Kürze
- Forschende der EPFL haben einen Motor entwickelt, der nur wenige Millimeter dick ist.
- Der Motor funktioniert ohne Zahnräder und kann direkt in Textilien integriert werden.
- Der Fadenmotor könnte für Prothesen und tragbare Roboter eingesetzt werden.
Ein Motor, der so dünn wie ein Faden ist und sich problemlos biegen lässt: Das haben Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelt. Ihr sogenannter FiberMotor wandelt elektrische Energie direkt in eine geradlinige Bewegung um. Damit könnte er künftig in Kleidungsstücke integriert werden, die Menschen beim Gehen oder bei anderen Bewegungen unterstützen.
Zwei Fasern bewegen sich wie ein Teleskop
Der neue Motor hat einen Durchmesser von nur ein bis drei Millimetern. Er besteht aus zwei hohlen Fasern, die ineinanderstecken. Beide sind mit hauchdünnen Kupferdrähten umwickelt, die als Elektroden dienen. Wird eine elektrische Spannung angelegt, entstehen Kräfte, die die beiden Fasern gegeneinander verschieben. Die innere Faser gleitet dabei in die äussere hinein.
Anders als herkömmliche Elektromotoren erzeugt der FiberMotor also keine Drehbewegung, sondern eine geradlinige Bewegung. Zahnräder oder andere mechanische Bauteile zur Kraftübertragung sind nicht nötig.
Beweglich wie ein Muskel
Für tragbare Robotersysteme ist das ein Vorteil. Herkömmliche Motoren sind oft schwer und starr. Sie können deshalb die natürlichen Bewegungen des Körpers behindern. Der FiberMotor ist dagegen weich und biegsam. Wird er durch eine Bewegung des Menschen von aussen belastet, können die Fasern einfach aneinander vorbeigleiten. Der Motor blockiert nicht und nimmt dabei keinen Schaden.
Vier Motoren bewegen einen Roboterfinger
In ersten Labortests konnte ein einzelner FiberMotor eine Last von rund 75 Gramm halten. Vier miteinander kombinierte Motoren entwickelten genügend Kraft, um einen 46 Gramm schweren Schokoriegel anzuheben.
Mit derselben Anordnung gelang es den Forschenden auch, einen künstlichen Finger zu beugen. Die Motoren zogen dabei an einer Sehne, die den Roboterfinger bewegte. Ausserdem bauten die Forschenden einen Motor in den Prototyp eines Kleidungsstücks ein, das sich an die Form eines Knies anpasst. Künftig könnten zahlreiche solcher Motoren über ein Kleidungsstück verteilt werden und die Bewegung an verschiedenen Stellen unterstützen.
Hilfe beim Gehen und in der Rehabilitation
Langfristig sehen die Forschenden Anwendungen in weichen Exoskeletten, die Menschen beim Gehen unterstützen. Auch leichte Prothesen oder Kleidung, die in virtuellen Welten Berührungen und Bewegungen spürbar macht, sind denkbar.
