Nach dem Vorbild der Natur: Intelligente Drähte als Muskeln verleihen einer künstlichen Hand ein außerordentliches Feingefühl. Mit der von deutschen Ingenieuren entwickelten Technik sollen sowohl flexible und leichte Roboterhände als auch neuartige Prothesen möglich sein. Da die sogenannten Formgedächtnis-Drähte auch selbst wie Sensoren funktionieren, kann die künstliche Hand äußerst präzise Bewegungen ausführen.
Die menschliche Hand ist das perfekte Werkzeug: Sie ist außerordentlich beweglich, vielseitig und anpassungsfähig. Das vollkommene Zusammenspiel von Muskeln, Bändern, Sehnen, Knochen und Nerven weckt unter Wissenschaftlern seit langem den Wunsch, ein flexibles Werkzeug nach diesem Vorbild zu schaffen. Künstliche Hände, wie etwa die von Robotern in Fertigungsstraßen, benötigen aber derzeit noch viel Technik im Hintergrung: Sie sind abhängig von Gerätschaften wie Elektromotoren oder Druckluft, sie sind oft schwer, laut und teuer. Außerdem sind sie oft vergleichsweise unflexibel, nur auf wenige Bewegungsabläufe zugeschnitten.
Intelligente Drähte als Muskeln
Das Forscherteam um Stefan Seelecke von der Saar-Universität setzt darum auf ein neues Verfahren: Die Ingenieure verwenden das Formgedächtnis einer Nickel-Titan-Legierung und geben damit der Hand Muskeln aus haarfeinen Drähten, die anspannen und entspannen können. Formgedächtnis bedeutet dabei, dass der Draht sich an seine Form „erinnert“ und diese wieder annimmt, nachdem er verformt wurde.
„Diese Eigenschaft der Nickel-Titan-Legierung beruht auf Phasenumwandlungen“, erläutert Seelecke: „Wird der Draht warm, etwa wenn Strom hindurchfließt, wandelt sich seine Gitterstruktur um, und er zieht sich wie ein Muskel zusammen.“ In ihrer künstlichen Hand ersetzten die Forscher die Muskeln durch solche „intelligenten Drähte“. Mehrere Drahtstränge verbinden die Fingerglieder und übernehmen an der Finger-Vorderseite die Beuge-Muskulatur und an der Rückseite die Streck-Muskulatur.
