Tarnung mit der Oktopus-Methode

Wissenschaftler haben den ultimativen Tarnmantel für Roboter entwickelt: eine künstliche Haut, die beliebige Formen annehmen kann. Als Inspirationsquelle dienten ihnen die Meister der Verwandlung aus dem Ozean.

Wenn von Tarnung im Tierreich die Rede ist, denken die meisten zunächst an Farben, an die virtuose Anpassungsfähigkeit von Chamäleons und Kopffüßern. Doch letztere beherrschen einen weiteren Trick, um sich in ihrem Lebensraum gleichsam unsichtbar zu machen.

Der Oktopus vermag auch seine Gestalt nach Gutdünken zu verändern. Bisweilen spaziert er sogar wie ein wandelndes geometrisches Muster durchs Laborbecken - dann jedenfalls, wenn ihn Wissenschaftler dazu animieren. Und die Riesensepia imitiert in brenzligen Situationen gar die Textur ihrer Umgebung. Manchmal sieht sie so aus wie eine Koralle, Seegras und Meeresgrund hat sie ebenfalls im Repertorie.

Roger Hanlon

Diese Fähigkeit verdankt sie kleinen Knubbeln in ihrer Haut, Papillen, die ihre Gestalt je nach Muskelanspannung verändern (Video hier). Die Muskulatur der Kopffüßer funktioniert ähnlich wie jene unserer Zunge: Es gibt keine Knochen, die eine Bewegungsrichtung vorgeben würden. Die Fasern lassen Kontraktionen in alle Richtungen zu und erzeugen so Gestaltungsspielraum, von denen Wirbeltiere, Mensch inklusive, nur träumen können.

Steine, die aus dem Boden wachsen

Davon haben sich nun Forscher um den amerikanischen Biologen Roger Hanlon inspirieren lassen. In der aktuellen Ausgabe des Fachblatts „Science“ stellen sie ihre letzte Entwicklung vor: eine dehnbare Silikonhaut mit eingebettetem Fasergeflecht, die durch Luftdruck vom zwei- in den dreidimensionalen Zustand wechseln kann.

In der dritten Dimension sind dank der „programmierbaren“ Fasern viele Formen möglich. Hanlon und seine Kollegen haben so etwa sukkulente Pflanzen oder Steine imitiert, die binnen kürzester Zeit aus dem Boden wachsen und ebenso rasch wieder verschwinden.

Auf Knopfdruck 3D Die biomorphe Silikonhaut kann beliebige Formen annehmen - hier: jene von Steinen .

Die Silikonhaut könnte, so schreiben die Forscher, dereinst als Tarnmantel von Robotern zum Einsatz kommen. Wenngleich es für die pneumatische Methode - Formveränderung durch Luftdruck - durchaus Alternativen gäbe. „Techniker haben schon einige ausgeklügelte Methoden entwickelt, um weiche dehnbare Materialien zu kontrollieren“, sagt Hanlons Kollege James Pikul von der University of Pennsylvania. „Wir wollten die Dinge einfach halten, es ging um schnelle und solide Kontrolle.“

Warum der Oktopus keine Warzen will

Praktisch wären solch getarnte Roboter bei der Naturbeobachtung, freilich gäbe es auch weniger friedliche Anwendungsgebiete. Dass das Militär an solchen Entwicklungen durchaus ernsthaftes Interesse hat, zeigen die Fördergelder dieser Studie. Die stammen nämlich vom amerikanischen Army Research Office sowie vom Air Office of Scientific Research.

Wie Forscher letztes Jahr demonstriert haben, kann man dehnbare Silikonhäute auch einfärben, „Elektrolumineszenz“ heißt diese Methode. Sie ließe sich im Prinzip mit der nun vorgestellten Technologie kombinieren - womit die Wissenschaftler den Vorbildern aus dem Tierreich einen weiteren Schritt näher gerückt wären.

Was die Oktopoden und Sepien anlangt, stehen die flexiblen Papillen jedenfalls im Dienste der Defensive, betont Hanlon. In allen anderen Situationen seien sie eher unerwünscht. „Um schnell schwimmen zu können, ist eine glatte Haut von Vorteil. Und wenn ein Oktopus sexuelle Signale aussendet, will er gut aussehen, attraktiv. Nicht wie eine alte Warze.“ Zumindest dieses Problem können die Robotiker bei ihren Forschungen getrost ignorieren.

Robert Czepel, science.ORF.at

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