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Wissen & Umwelt

Kletterroboter - geschickt wie eine Ratte

Viele Menschen finden Ratten ekelig. Doch Forscher sagen: Ratten sind geniale Kletterer. Nach ihrem Vorbild wollen sie einen Roboter bauen, der Kabelschächte und Wasserrohre entlangklettern und reparieren kann.

Eine Ratte auf einer Kletterstange Foto: DW-TV

Warum schaffen es Ratten, noch in den letzten Winkel der Kanalisation vorzudringen? Hartmut Witte sucht die Antwort. Biomechatroniker nennt er sich und er ist begeistert von den Fähigkeiten der Ratten: "Die können Sachen, die wir technisch bislang nicht realisieren können. Die kommen in die kleinste Ecke, wo wir auch mit Endoskopen nicht reingucken können."

Roboter klammert sich an eine Röhre Foto: DW-TV

Der Roboter kann sich anklammern wie die Ratte

Die Ratte in der Röhre

Mit seinem Forscherteam an der Technischen Universität Ilmenau tüftelt Hartmut Witte an der Idee eines Roboters, der klettern kann wie eine Ratte. Deshalb machen die Forscher Bewegungsstudien mit Ratten. Nur auf der Basis rein technischer Überlegungen, so Witte, sei das nicht möglich.

Ihr Forschungsobjekt ist Anett, die Laborratte. Um das Geheimnis ihrer Kletterkunst zu lüften, fahren die Forscher mit ihr nach Jena. Dort gibt es an der Uniklinik eine Röntgenanlage, die Videoaufnahmen machen kann: 1,5 Millionen Euro hat sie gekostet, bis zu tausend dreidimensionale Bilder pro Sekunde nimmt sie auf. So kann sie zum Beispiel das Skelett einer kletternden Ratte sichtbar machen.

Ratten-Versuchsanlage mit Kamera Foto: DW-TV

Klettern für die Wissenschaft: Laborratte Anett balanciert auf einem Balken

Die Kraft kommt aus dem Rücken

Zum Forscherteam gehört auch der Evolutionsbiologe Martin Fischer aus Jena. Ihn interessiert die Aufgabenverteilung zwischen Vorder- und Hinterbeinen der Ratte. Welche Bewegung macht welches Bein in welchem Moment - und mit welcher Kraft?

Das überraschende Ergebnis: Es ist der Rücken, aus dem die Ratte ihre Kraft fürs Klettern nimmt. Diese Erkenntnis ist wichtig für die Entwicklung des Kletterroboters. "Die Grundidee, dass die Kraft aus dem Rücken kommt, läßt sich eins zu eins auf den Kletterroboter übertragen", glaubt Fischer.

Röntgenbild einer Ratte Foto: DW-TV

Beim Gehen dreht die Ratte ihr Becken um 90 Grad - der Schlüssel für ihre Kletterkunst

Vision: der Serviceroboter

Und der ist mittlerweile in Ilmenau als Prototyp zu bewundern. Äußerlich hat er kaum etwas mit einer Ratte gemein. Doch er ist auf dem Weg, ein fast genau so guter Kletterer zu werden wie sein tierisches Vorbild. Der Roboter besitzt wie die Ratte eine Art Wirbelsäule, die beim Klettern aktiv wird. Unterstützt wird diese Bewegung durch Beine, die wie Klammern funktionieren. Die Vorwärtsbewegung selbst kommt aber aus dem Rücken: Er streckt sich und beugt sich.

Noch fehlen Kraft und Ausdauer, die Batterien sind zu schwach. Damit der Roboter Versorgungsschächte warten oder verstopfte Röhren reparieren kann, will sein Entwickler Hartmut Witte ihm nun das Denken beibringen. Er soll sich eigenständig in einer fremden Umgebung orientieren, ohne Fernbedienung durch den Menschen.

Autor: Thomas Hillebrandt, Andreas Neuhaus

Redaktion: Joscha Weber

Ein Video dazu finden Sie in der aktuellen Ausgabe von Projekt Zukunft, dem Wissenschaftsmagazin auf DW-TV.

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