Origami-Roboter - Ingenieure entdecken die Kunst des Faltens

Flache Geräte, die sich automatisch auffalten: An der ETH Lausanne entwickelt ein Forscherteam Origami-Roboter. Eine Maschinenbau-Professorin erklärt ihre Vorteile. Und wie Origami-Roboter uns künftig im Alltag unterstützen.

• Origami-Roboter sind einfach Maschinen, die automatisch Aufgaben ausführen.
• Sie werden flach hergestellt und dann gefaltet.
• Die auffaltbaren Geräte sind günstig herzustellen. Sie könnten künftig in der Medizin oder für einfach Aufgaben im Alltag eingesetzt werden.

Erst flach, dann dreidimensional

Origami, die Kunst des Papierfaltens, ist in Japan seit Jahrtausenden beliebt. Nun interessiert sich auch die Forschung für die Falttechnik. «Origami ist in der Wissenschaft ein grosser Trend», meint Jamie Paik, Professorin für Maschinenbau an der ETH Lausanne (EPFL). «Es hat viele Forscher inspiriert, neue Konstruktions- und Design-Lösungen zu entwerfen.»

Zur Person

Jamie Paik ist Professorin für Maschinenbau an der ETH Lausanne (EPFL). Paik hat in Vancouver und Seoul studiert und an den Universitäten von Paris und Harvard gearbeitet, bevor sie an die EPFL kam. Hier gründete sie 2012 das Reconfigurable Robotics Lab (RRL), dem sie als Direktorin vorsteht. Das RRL entwickelt neuartige Origami- und Softroboter.

Auch Paik lässt sich bei der Arbeit von der Faltkunst anregen. Die Origami-Robotik ist einer ihrer Forschungsschwerpunkte. Was einen Origami-Roboter genau ausmacht, darüber sind sich Wissenschaftler zwar noch nicht einig.

«In meinem Labor», sagt die Ingenieurin, «verstehen wir darunter Roboter, die flach hergestellt und dann in ihre dreidimensionale Form gefaltet oder automatisch umgestaltet werden.»

Keine «Transformers», sondern Minimaschinen

Das mag an «Transformers»-Figuren erinnern, hat aber mit Spielzeug nichts zu tun. In Paiks Forschung geht es um kleine Geräte, die automatisch Aufgaben ausführen.

Dass Origami-Roboter zunächst flach sind, habe verschiedene Vorteile, sagt sie: «Es ist zum Beispiel wichtig beim Verpacken. Wenn man Roboter transportiert, möchte man nicht, dass sie schon montiert sind. Praktisch ist die flache Bauweise auch, wenn ein Roboter durch eine schmale Öffnung passen muss.»

Roboter zum Schlucken

Wie solche Origami-Roboter in der Medizin eingesetzt werden könnten, zeigt ein Forschungsprojekt des Massachusetts Institute of Technology. Dort experimentieren Wissenschaftler mit Miniroboter in verschluckbaren Kapseln. Im Magen löst sich die Kapsel auf, der Roboter faltet sich auf und kann dann Objekte entfernen, Wunden schliessen oder Medikamente abgeben.

Wie der Kapsel-Roboter entfalten sich alle Origami-Roboter in der Regel selbständig, ohne dass eine menschliche Hand eingreift. Deshalb seien die Geräte besonders einfach herzustellen: «Herkömmliche Roboter sind oft teuer, weil viele Montageschritte nötig sind.

Bei Origami-Robotern gibt es keine Schrauben und Muttern und keine zusätzlichen Komponenten, die angebracht werden müssen. Und weil wir kaum von Hand montieren, gibt es auch weniger Montagefehler», erklärt Jamie Paik.

Ein Roboter-Schwarm als Suchtrupp

Deshalb sind Origami-Roboter günstig. So günstig, dass man ganz viele produzieren könnte. Für solche Roboter-Schwärme gäbe es vielfältige Einsatzmöglichkeiten, so die Ingenieurin: «Man kann sie zum Beispiel für Suchaktionen aussenden – in der Wildnis oder in einem grossen Lagerhaus.»

Wenn es nach der Maschinenbau-Professorin geht, werden uns Origami-Roboter auch als persönliche Helfer dienen: «Es werden simple Geräte sein, die man zuhause hat oder auf sich trägt, und die einfache Aufgaben erledigen. Nach Dingen in einer Schublade suchen, zum Beispiel.»

Origami-Roboter – in Zukunft unverzichtbar?

Jamie Paik glaubt, dass Origami-Roboter künftig einen festen Platz in unserem Alltag haben werden: «Vor zehn Jahren dachte niemand, dass man zuhause einen Roboterstaubsauger braucht. Wenn man heutzutage einen hat, kann man ohne ihn nicht mehr leben. Ich glaube, mit Origami-Robotern wird es dasselbe sein.»

Sendung: SRF 1, Einstein, 26.10.2017, 22.25 Uhr